[發明專利]一種低信噪比紅外地球圖像信息處理方法

有效

• 申請號: 201510051421.1
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104574422B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 王偉華;鄧樓樓;呂政欣;譚民濤;張建福;田信靈;李丹鳳;曹家勝
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/62;G06T7/66
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種低信噪比紅外地球圖像信息處理方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)將紅外相機采集的原始紅外地球圖像進行非均勻性校正得到校正后的紅外地球圖像，在校正后的紅外地球圖像上，以紅外地球圖像中心為坐標原點，以紅外地球圖像的右方為x軸指向，以紅外地球圖像的上方為y軸指向建立坐標系1，以紅外地球圖像左邊界中心為坐標原點，以紅外地球圖像的右方為x軸指向，以紅外地球圖像的上方為y軸指向建立坐標系2，以紅外地球圖像下邊界中心為坐標原點，以紅外地球圖像的右方為x軸指向，以紅外地球圖像的上方為y軸指向建立坐標系3，以紅外地球圖像右邊界中心為坐標原點，以紅外地球圖像的右方為x軸指向，以紅外地球圖像的上方為y軸指向建立坐標系4，以紅外地球圖像上邊界中心為坐標原點，以紅外地球圖像的右方為x軸指向，以紅外地球圖像的上方為y軸指向建立坐標系5；

(2)在紅外地球圖像內分別以步驟(1)中5個坐標系的坐標原點為中心建立極坐標系，然后以η為角步距劃分極軸，并將得到的極軸作為檢索路徑，極坐標系i中角度為θ的檢索路徑記為θ_i，其中i＝1,2,3,4,5，θ∈(0,360°)；

(3)對于檢索路徑θ_i上的每一個像素點，首先根據第二層微分算子模板M2得到當前像素的周邊像素，然后對當前像素的周邊像素使用第一層微分算子模板M1和加權系數矩陣A計算周邊像素的灰度值，最后再根據第二層微分算子模板M2得到檢索路徑θ_i上各個像素的梯度值，其中

第一層微分算子模板為$M1=\left[\begin{array}{ccc}1& 1& 1\\ 1& 1& 1\\ 1& 1& 1\end{array}\right],$加權系數模板$A=\left[\begin{array}{ccc}0.1& 0.1& 0.1\\ 0.1& 0.2& 0.1\\ 0.1& 0.1& 0.1\end{array}\right],$

第二層微分算子模板為$M2=\left[\begin{array}{ccccccccccc}1& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& -1& 0& -1\\ 1& 0& 1& 0& 1& 0& -1& 0& -1& 0& -1\\ 1& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& -1& 0& -1\end{array}\right];$

(4)分別比較檢索路徑θ_i上各個像素點的梯度值，檢索路徑θ_i上梯度值最大的像素點記為P_i(r_i,θ_i)，對像素點P_i(r_i,θ_i)在檢索路徑θ_i方向上兩側各取相鄰的m個像素點后得到2m+1個像素點，分別將2m+1個像素點的梯度值與其極徑相乘并求和后除以2m+1個像素點的極徑和得到檢索方向θ_i上子像素地球邊緣點的極徑r_i2、極坐標(r_i2,θ_i)，其中m為偶數；

(5)在紅外地球圖像上使用垂直、水平兩條邏輯中心線將圖像劃分為面積相等的4個區域，然后將步驟(4)得到的子像素地球邊緣點按照其位置劃分到該4個區域，在每個區域的子像素地球邊緣點中取最外邊的子像素地球邊緣點，然后在當前區域內取子像素地球邊緣點集構成圓弧中間位置的一個子像素地球邊緣點后構成夾角并判斷，如果位于夾角閾值內，則該區域內子像素地球邊緣點有效，并使用三點法計算當前區域的子像素地球邊緣點的圓心，否則拋棄該區域內子像素地球邊緣點，最后將計算得到的各個區域的子像素地球邊緣點的圓心取均值作為紅外地球圖像圓心；

(6)分別計算4個區域內各個子像素地球邊緣點到步驟(5)得到的紅外地球圖像圓心的距離并判斷，如果區域內子像素地球邊緣點到紅外地球圖像圓心距離的最大值與最小值之差小于距離閾值，則該區域內的子像素地球邊緣點有效，否則拋棄該區域內子像素地球邊緣點，遍歷4個區域后得到圖像信息處理后的地球邊緣點。