[發明專利]一種基于直方圖平衡的在軌90°輻射定標處理方法

有效

• 申請號: 201410036433.2
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103778637B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 何紅艷;王小勇;齊文雯;李巖;邢坤;岳春宇
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T5/40;G01S7/497
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 龐靜

技術領域

本發明涉及一種基于直方圖平衡的side-slither輻射定標處理方法。

背景技術

為獲得高質量的遙感圖像，航天光學遙感相機需要進行相對輻射定標工作。對于有較強敏捷特性的推掃式成像光學遙感衛星，進行在軌相對輻射定標時，可以使用將相機繞衛星偏航軸旋轉一定角度(通常為90°)的方法來獲取相對均勻圖像的方法來進行不同像元間的非均勻性校正。這種在軌相對輻射定標方法被稱為“side-slither”。

side-slither定標方法原理圖如附圖1所示。推掃式光學遙感相機正常成像模式下，焦面探測器線列與成像方向垂直；進行side-slither定標時，將焦面旋轉90°，探測器線列方向與成像方向平行。這樣，在不考慮其他影響因素的情況下，理論上探測器線列上每個像元都依次同樣的地面區域成像。而side-slither定標時焦面探測線列輸出得到的圖像中，每個像元獲得的輻射能量信息是一樣的，這樣就相當于滿足了相對輻射定標所需要的給焦面探測線列提供均勻輻照度場的條件，在此基礎上進行焦面像元非均勻性校正工作。

side-slither定標方法典型的輻射定標方法為：通過獲取一幅均勻地區例如大部分由冰面覆蓋的區域，綠地或南極大陸，這樣就能得到相同光照條件下的探測單元的響應，然后可以將這種校正方法用于每一次測試。這種方法對于目前大多數光電線性系統來說都是非常有效的，這種方法的一個主要不足是這種極地區域的云層覆蓋，這種現象在成像過程中很難避免。每一個探測單元的響應必須測量有效，這需要相當長的均衡過程，通常要2至3周。

Philippe KUBIK使用基于直方圖均衡的方法對Pleiades-HR的side-slither定標數據進行處理，從而進行相對輻射校正，但是這個方法有兩點不足：1)實際成像系統的線性響應模型與Philippe KUBIK使用的模型并不一致(Philippe KUBIK的線性模型：在低端DN<DN_s時為一個線性響應模型，在中高端DN>DN_s為一個線性響應模型)；2)在軌side-slither定標時成像區域很難覆蓋響應低端DN<DN_s，此時不能保證低端的校正效果。

發明內容

本發明的技術解決問題是：針對推掃型成像遙感器，提供了一種基于直方圖平衡的定標數據處理方法，實現了在軌基于直方圖的side-slither相對輻射定標。

本發明的技術解決方案是：一種基于直方圖平衡的side-slither輻射定標處理方法，步驟如下：

(1)選擇原始定標數據，對原始定標數據做平移處理，提取有效定標數據；

(2)根據步驟(1)中提取的有效定標數據，計算所有探測元的標準累計直方圖進而得到每個探測元的累計直方圖；

(3)由上步得到的累計直方圖結合實驗室相對輻射校正模型構建相對輻射校正查找表；

(4)利用上述查找表對原始圖像進行相對輻射校正。

所述步驟(1)中原始定標數據的選擇原則為：圖像成像行數M必須足夠多，假設探測器總元數為N,圖像數據的量化位數為n，那么M>N+100*2ⁿ。

所述步驟(3)中構建相對輻射校正查找表依據每個探測元的DN值確定，具體過程如下：

(3.1)對于第j個探測元，判斷該探測元DN值所在的區間，當DN∈[DN_minj,DN_maxj]時，轉步驟(3.2)；當DN∈[0,DN_minj]或者DN∈[DN_maxj,2ⁿ-1]時，轉步驟(3.3)；[DN_minj,DN_maxj]為第j個探測元有效定標數據的DN灰度范圍；

(3.2)由的對應關系建立此范圍內的輻射校正查找表；的對應關系如下：

其中，k＝1,2,3,...,K，K＝DN_max-DN_min+1，[DN_min,DN_max]為M_i的DN值范圍；為M_i中DN值小于的像素個數，h_[j]^-1為第j個探測元的累積直方圖h[j][X]的逆函數，j＝1,2,3,...,N；M_i為步驟(1)提取的有效定標數據第i行的均值；