[發(fā)明專利]一種基于最鄰近統(tǒng)計的CCD圖像色差消除方法

在審

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• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103955897A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 黃世存;傅俏燕;曾湧;王奇;郭朝輝
• 申請（專利權）人: 中國資源衛(wèi)星應用中心
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 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(fā)明屬于圖像處理技術領域，涉及遙感衛(wèi)星CCD圖像色差消除的方法，適用于有2片以上CCD拼接而成的CCD相機圖像各片間色差消除。

背景技術

中巴資源一號系列衛(wèi)星(CBERS-01、02、02b)CCD相機均由三片CCD線陣拼接而成，衛(wèi)星在軌飛行時，利用實驗室定標系數(shù)校正CCD圖像，校正效果不理想，集中表現(xiàn)在CCD圖像三片線陣存在的響應差異，初步研究認為是CCD相機低電平不穩(wěn)造成的。

中巴資源衛(wèi)星三片CCD對地物的響應不一致，造成三片CCD的圖像除了中片圖像沒有色差，其他2片以及它們與中間片的搭接區(qū)均有不同程度的色差，不僅影響了整幅圖像的視覺效果，掩蓋了圖像的真實光譜信息，也給采用類似拼接技術的后續(xù)星CCD圖像質量帶來了隱患。以下是中巴資源一號系列衛(wèi)星消除CCD色差采用的現(xiàn)有方法：

CBERS-01星CCD相機采用本直方圖匹配法兩種方法進行地面處理，具體方法是選擇不同時相CCD圖像進行直方圖統(tǒng)計生成對照查找表，減輕相機響應的不穩(wěn)定帶來的影響，一定程度上減輕了CCD圖像色差。

CBERS-02星CCD圖像片間響應不一致的校正效果不是很理想。在此基礎上，采用統(tǒng)計方法，以中間CCD線陣為基準，通過尋找相臨近似的地物，探測線陣響應之間的差別，進而對其他線陣的偏移量進行補償，去除3片線陣的響應差異。

上述兩種方法，消除色差不干凈，導致部分CCD圖像依然存在色差，這部分圖像，一般采用人工手動消除色差。

CBERS-02B星采用的色差去除方法是CBERS-02星色差去除方法的改良，就是在統(tǒng)計相似地物直方圖基礎上，增加舍棄直方圖高值和低值這一步驟，去除不正常灰度值的影響。

CBERS-02星采用的相似地物直方圖統(tǒng)計方法以及CBERS-02B星采用的改良相似地物直方圖統(tǒng)計方法，都有一個明顯的缺點，需要尋找相似地物并統(tǒng)計其直方圖，尋找相似地物會大幅度增加算法的復雜性與不可控性。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于最鄰近統(tǒng)計的CCD圖像色差消除方法，解決了現(xiàn)有技術算法復雜、消除色差效果差等問題。

本發(fā)明的技術方案如下：一種基于最鄰近統(tǒng)計的CCD圖像色差消除方法，方法的對象為2片以上CCD成像拼接而成的CCD相機圖像，方法步驟如下：

(1)根據(jù)CCD相機圖像各片CCD圖像灰度值動態(tài)范圍，選取動態(tài)范圍最大的一片CCD作為沒有色差的基準圖像；

(2)將與基準圖像相鄰的CCD成像作為待處理圖像，選取基準圖像上鄰近待處理圖像邊緣的一列像元，計算圖像某個波段下該列像元灰度值的平均值；同時計算待處理圖像上鄰近基準圖像邊緣的一列像元在相同波段下灰度值的平均值；計算上述兩個平均值的差值；

(3)將步驟(2)得到的差值加到待處理圖像的所有像元上，完成步驟(2)中確定波段下待處理圖像的色差消除；

(4)對CCD圖像的其他波段重復步驟(2)—(3)，即完成待處理圖像的色差消除；

(5)將完成色差消除的待處理圖像作為新的基準圖像，從步驟(2)重復執(zhí)行，直至所有片CCD成像處理完成。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果為：

(1)本發(fā)明采用圖像灰度值動態(tài)范圍作為選擇基準圖像的依據(jù)，實現(xiàn)了基準圖像選擇從人眼目視定性判讀向計算機自動定量判讀轉變，提高了人工智能成分，更有利于色差消除自動化的實現(xiàn)。

(2)本發(fā)明算法簡潔，避免尋找相似地物這種復雜計算過程，只需分別統(tǒng)計中間片CCD與左(右)片CCD接邊處一列像元灰度值的均值，兩列像元灰度值均值差就是左(右)片CCD的色差；

(3)本發(fā)明方法采用基于最鄰近的統(tǒng)計方法，符合自然規(guī)律，算法直觀，很好理解；

(4)本發(fā)明方法去除CCD色差效果好，經(jīng)過多次試驗證明該方法消除色差徹底，目前已集成到系統(tǒng)中實現(xiàn)業(yè)務運行。

(5)本發(fā)明方法算法簡潔適合在機器上實現(xiàn)自動化，能完全替代人工方法消除色差。

附圖說明

圖1CCD色差消除流程圖圖；

圖2CCD圖像示意圖；

圖3原始單波段圖像以及局部放大圖像；

圖4消除色差后單波段圖像以及局部放大圖像；

圖5原始多波段組合圖像以及局部放大圖像；

圖6消除色差后多波段組合圖像以及局部放大圖像。

具體實施方式