[發(fā)明專利]一種高光譜圖像Keystone效應(yīng)自動檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210125039.7
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102682450A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙慧潔;江澄;賈國瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 北京慧泉知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高光譜圖像Keystone效應(yīng)自動檢測方法，屬于工程科學(xué)技術(shù)中的遙感技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，適用于高光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理。

(三)背景技術(shù)

高光譜成像儀是一種新型的遙感載荷，可以利用面陣探測器同時記錄被測地物的光譜和空間信息特征。由于準直系統(tǒng)的像差、色散系統(tǒng)的空間畸變等原因，目標像元的光譜在探測器陣列成像時，同一目標像元各個譜段對應(yīng)的空間位置并未完全聚焦在探測器陣列上負責(zé)記錄空間信息特征的探測器單元，造成像元位置發(fā)生了偏移，稱之為Keystone效應(yīng)，它能使得探測器記錄的光譜不僅包含目標像元的特征，而且包含鄰近像元的特征，從而產(chǎn)生混合光譜，為數(shù)據(jù)的后續(xù)應(yīng)用帶來不便。

現(xiàn)有的檢測方法主要基于圖像的幾何特征匹配，首先選取一個波段作為參考波段，并在其圖像上根據(jù)邊緣信息的豐度確定模板，其次將目標波段圖像上與參考模板相同位置的圖像作為目標模板，最后通過模板之間的空間特征相關(guān)性度量，獲得各波段圖像相對于參考波段圖像的像元偏移。該方法能夠檢測空間像元偏移量，但由于高光譜圖像波段較多，幾何特征可能在某些波段中呈現(xiàn)較高的對比度且易于辨識，在某些波段中的對比度則較低。若依據(jù)參考模板的位置選取目標模板，其幾何特征可能并不顯著，邊緣信息較稀疏，則模板間的匹配精度就會大大降低，檢測的像元偏移量誤差增大。同時選取參考波段時需要人工操作，其實現(xiàn)效率較低。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高精度的Keystone效應(yīng)自動檢測方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：一種利用互相關(guān)亞像元定位實現(xiàn)高精度的高光譜圖像Keystone效應(yīng)自動檢測方法，該方法主要根據(jù)圖像信噪比自動選擇參考波段圖像，通過計算局部邊緣密度實現(xiàn)參考模板和目標模板的選取，最后利用互相關(guān)匹配進行亞像元定位，檢測像元偏移量，從而實現(xiàn)Keystone效應(yīng)的自動檢測?；ハ嚓P(guān)亞像元定位主要通過數(shù)值擬合由互相關(guān)函數(shù)所形成的峰值分布曲面而完成，其中互相關(guān)函數(shù)采用標準化互相關(guān)函數(shù)，并且在本發(fā)明中為了避免由于目標模板邊緣信息稀疏而降低匹配精度，加入閾值的決策使得模板最優(yōu)。

本發(fā)明一種高光譜圖像Keystone效應(yīng)自動檢測方法，其步驟如下：

步驟一：讀入高光譜數(shù)據(jù)，并設(shè)定掩模尺寸；

步驟二：計算圖像信噪比，并自動選擇參考波段圖像；

步驟三：掩模的中心依次遍歷參考波段圖像中所有像元位置，計算該像元位置上各個掩模圖像的局部邊緣密度；遍歷時，保持中心點的橫坐標與待檢測像元位置一致；

步驟四：根據(jù)步驟三所得每個像元位置上各個掩模圖像的局部邊緣密度，選擇局部邊緣密度最大的掩模圖像作為參考模板；

步驟五：根據(jù)步驟四所得參考模板，計算目標波段圖像上與參考模板同位置圖像的局部邊緣密度；

步驟六：根據(jù)自適應(yīng)閾值和步驟五所得圖像的局部邊緣密度，判斷此圖像是否為目標模板；

步驟七：利用模板之間的互相關(guān)匹配進行亞像元定位，實現(xiàn)Keystone效應(yīng)的檢測。

其中，步驟二中，利用圖像均值代表信號值，圖像的局部標準差代表噪聲值，將二者的比值作為圖像信噪比；選擇圖像信噪比最大的圖像作為參考波段圖像。

其中，步驟三中，該像元位置上各個掩模圖像的局部邊緣密度計算公式如下：