[發明專利]一種基于小波包能量譜的推掃式遙感相機自動對焦方法

有效

• 申請號: 201410079125.8
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103886590A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 馮華君;崔光茫;張天煜;徐之海;李奇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G03B13/36
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.一種基于小波包能量譜的推掃式遙感相機自動對焦方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

（1）對輸入遙感圖像F進行灰度圖轉換，亮度歸一化處理,得到預處理圖像G；

（2）對步驟（1）處理得到的圖像G進行四層小波包分解，得到每一層分解的各頻段小波系數矩陣；

（3）對于步驟（2）中得到的四層各頻域小波系數矩陣，在第三層中選取與推掃相機運動方向垂直的1個低頻域頻段，其小波系數矩陣定義為C₁；4個中頻域頻段，其小波系數矩陣定義為C_i，i＝2,3,4,5；在第四層中選取所有與推掃相機運動方向垂直的64個高頻域頻段，其小波系數矩陣定義為C_j，j＝6,7...69；

（4）將步驟（3）中選取出的各頻段的小波系數矩陣C_k進行處理，k＝1,2...69，計算得到表征與相機運動垂直方向上各頻段的小波包能量譜指數Q_k；小波包能量譜指數Q_k表示為：

Q_k＝log₁₀(1+σ_k1)??????????????(1)

其中，σ_k1表示對某一頻段對應的小波包系數矩陣C_k進行奇異值分解，得到C_k相應的對角特征值矩陣，從中選取的最大的特征值；對其進行對數操作，得到該頻段的小波包能量譜指數值Q_k；

（5）對步驟（4）計算得到的各頻段小波包能量譜指數值，進行加權求和，得到清晰度評價函數；該評價指標評價值越小，表明圖像越模糊；根據清晰度評價值來指導推掃式遙感相機自動對焦調整；

（6）重復（2）～（5），選取出清晰度評價值最大處所對應的對焦位置為最終相機清晰成像位置，結束自動對焦。

2.如權利要求1所述的自動對焦方法，將遙感圖像進行四層小波包分解后，其特征在于：

小波包分解對低頻分量分解的同時，可以對中高頻小波系數繼續分解，得到更多精細頻率分量，即使圖像之間存在微小的模糊量差異，也可以有效的進行自動對焦清晰度評價；

對選取的各個小波頻段，利用小波系數矩陣的最大特征值來表征該頻段小波包能量譜指數，將各頻段小波包能量譜指數值加權求和，得到最終的清晰度評價函數：

Metric=Σk=1NQk×Pk2---(2)]]>

其中N＝69，表示所選取的頻段個數；k表示所選頻段的順序序號，Q_k表示某頻段的小波包能量譜指數值，P_k為對應的權重系數，P_k＝k/N，表示頻段順序越高，其權重系數值越大；由于離焦主要引起圖像的高頻衰減，因而加強高頻的權重系數而減小低頻的權重系數可以有效地反映圖像的離焦情況；該評價指標評價值越小，表明圖像越模糊。