[發明專利]一種衛星遙感圖像區域條帶噪聲抑制裝置及其方法

有效

• 申請號: 201410048541.1
• 申請日: 2014-02-12
• 公開（公告）號: CN103761718B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 岳春宇;何紅艷;王治強;鮑云飛;邢坤;周楠;齊文雯;李巖;李方琦
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/10
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種衛星遙感圖像區域條帶噪聲抑制裝置，其特征在于：包括參數設置模塊，灰度復原模塊和圖像信息重建模塊；

參數設置模塊讀入待處理圖像I_ori，并設置流程迭代次數值it、第一平滑濾波器h₁、第二平滑濾波器h₂、第三平滑濾波器h₃,和第一灰度復原系數閾值kth₁、第二灰度復原系數閾值kth₂,將待處理圖像I_ori、第一平滑濾波器h₁和第一灰度復原系數閾值kth₁、第二灰度復原系數閾值kth₂送到灰度復原模塊；將待處理圖像I_ori和第二平滑濾波器h₂、第三平滑濾波器h₃送到圖像信息重建模塊；

灰度復原模塊包含濾波單元，復原系數計算單元和噪聲抑制單元；濾波單元根據參數設置模塊提供的第一平滑濾波器h₁對待處理圖像I_ori濾波處理，得到濾波后圖像I_lp，待處理圖像I_ori與濾波后圖像I_lp相減得到差值圖像I_dif，將濾波后圖像I_lp和差值圖像I_dif輸出給復原系數計算單元；復原系數計算單元根據差值圖像I_dif每一個像素灰度值與第一灰度復原系數閾值kth₁之間的大小關系確定該像素對應位置第一復原系數，得到復原系數矩陣k₁；復原系數計算單元計算待處理圖像I_ori和濾波后圖像I_lp列均值之差，得到數組Colmean_dif，計算差值圖像I_dif每一像素灰度值與該像素所在列在數組Colmean_dif中對應值之差，比較該差與第二灰度復原系數閾值kth₂之間的大小關系確定該像素對應位置第二復原系數，得到復原系數矩陣k₂，將濾波后圖像I_lp、差值圖像I_dif和灰度復原系數矩陣k₁、k₂輸出給噪聲抑制單元；在噪聲抑制單元，差值圖像I_dif中每一像素灰度值與灰度復原系數矩陣k₁、k₂中對應位置值相乘，再與濾波后圖像I_lp中對應位置像素灰度值相加，得到灰度復原圖像I_dns，將灰度復原圖像I_dns輸出給圖像信息重建模塊；

圖像信息重建模塊包括參考圖像生成單元和重建結果輸出單元；參考圖像生成單元對灰度復原模塊提供的灰度復原圖像I_dns和參數設置模塊提供的待處理圖像I_ori分別采用參數設置模塊提供的第二平滑濾波器h₂、第三平滑濾波器h₃進行濾波處理，生成第一參考圖像第二參考圖像輸出給重建結果輸出單元；重建結果輸出單元比較參數設置模塊提供的待處理圖像I_ori和參考圖像生成單元提供的第一參考圖像第二參考圖像對應位置像素灰度值之間的大小關系，生成圖像重建結果圖像I_result；在重建結果輸出單元中，當迭代次數大于或者等于參數設置模塊提供的迭代次數值it時，輸出圖像重建結果圖像I_result為區域條帶噪聲抑制結果圖像，當迭代次數小于參數設置模塊提供的迭代次數值it時，令圖像重建結果圖像I_result為下一次迭代計算的待處理圖像，輸出給灰度復原模塊繼續計算。

2.根據權利要求1所述的一種衛星遙感圖像區域條帶噪聲抑制裝置，其特征在于：所述的參數設置模塊包括圖像獲取單元和參數準備單元，圖像獲取單元獲取待處理圖像I_ori并輸出給參數準備單元；參數準備單元根據圖像獲取單元提供的待處理圖像I_ori的大小及噪聲強度設置流程迭代次數值it、第一平滑濾波器h₁、第二平滑濾波器h₂、第三平滑濾波器h₃,和第一灰度復原系數閾值kth₁、第二灰度復原系數閾值kth₂。

3.一種衛星遙感圖像區域條帶噪聲抑制方法，其特征在于：由計算準備階段、灰度復原階段、圖像信息重建階段和結果輸出階段配合完成，所述計算準備階段實現步驟如下：

步驟（1），讀取待處理圖像I_ori和I_ori尺寸大小M×N；

步驟（2），根據步驟（1）讀取的I_ori大小M×N及區域噪聲強度，設定處理流程迭代次數it，及每次迭代的第一灰度復原系數閾值kth₁、第二灰度復原系數閾值kth₂和第一平滑濾波器h₁、第二平滑濾波器h₂、第三平滑濾波器h₃；

所述灰度復原階段實現步驟如下：

步驟（3），使用步驟（2）設定的第一平滑濾波器h₁對步驟（1）得到的待處理圖像I_ori低通濾波，得到濾波后圖像I_lp，計算待處理圖像I_ori與濾波后圖像I_lp的差值圖像I_dif=I_ori-I_lp；

步驟（4），計算步驟（1）得到的待處理圖像I_ori和步驟（3）得到的濾波后圖像I_lp每一列的均值數組Colmean_ori和Colmean_lp，Colmean_ori和Colmean_lp對應列相減得到其差數組Colmean_dif＝Colmean_ori-Colmean_lp；

步驟（5），對步驟（3）得到的差值圖像I_dif的第i行j列個像素的灰度值I_dif(i,j)進行判斷，若abs(I_dif(i,j))>kth₁，則該像素對應位置第一復原系數k₁(i,j)=1，否則k₁(i,j)=abs(I_dif(i,j))/kth₁；

步驟（6），步驟（4）得到的差數組Colmean_dif第j列的值為Colmean_dif(j)，若abs(Colmean(j)-I_dif(i,j))>kth₂，則該像素對應位置第二復原系數k₂(i,j)=1，否則k₂(i,j)=abs(Colmean(j)-I_dif(i,j))/kth₂；

步驟（7），根據步驟（3）得到的濾波后圖像I_lp、差值圖像I_dif和步驟（5）、步驟（6）分別得到的復原系數矩陣k₁、k₂，計算灰度復原圖像I_dns=I_lp+k₁×k₂×I_dif；

所述圖像信息重建階段實現步驟如下：

步驟（8），使用步驟（2）設定的第二平滑濾波器h₂對步驟（1）得到的待處理圖像I_ori和步驟（7）得到的灰度復原圖像I_dns低通濾波，得到對待處理圖像I_ori和灰度復原圖像I_dns的第二平滑濾波器h₂濾波后圖像和計算第一參考圖像Ireth2=Iori-Iorih2+Idnsh2;]]>

步驟（9），使用濾波器h₃對待處理圖像I_ori和灰度復原圖像I_dns低通濾波，得到對待處理圖像I_ori和灰度復原圖像I_dns的h₃濾波器濾波后圖像和計算第二參考圖像Ireth3=Iori-Iorih3+Idnsh3;]]>

步驟（10），根據步驟（1）得到的待處理圖像I_ori、步驟（8）得到的第一參考圖像步驟（9）得到的第二參考圖像對圖像重建結果圖像I_result的第i行j列個像素的灰度值I_result(i,j)進行判斷，若ads(Iori(i,j)-Ireth2(i,j))<ads(Iori(i,j)-Ireth3(i,j)),]]>則Iresult(i,j)=Ireth2(i,j),]]>否則Iresult(i,j)=Ireth3(i,j);]]>

所述結果輸出階段實現步驟如下：

步驟（11），當迭代次數小于步驟（2）設定的流程迭代次數值it時，令I_ori=I_result，轉入灰度復原階段，直到迭代結束，輸出結果；當迭代次數大于等于步驟（2）設定的流程迭代次數值it時，輸出結果I_result為區域條帶抑制結果圖像。