[發明專利]視頻衛星在軌相對輻射定標方法及系統

有效

• 申請號: 201710262842.8
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107036629B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 張過;李立濤;汪韜陽;蔣永華;沈欣
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 胡艷

1.視頻衛星在軌相對輻射定標方法，其特征是，包括：

S1利用視頻衛星平飛模式成像，獲取視頻多幀序列圖像；

S2選擇視頻多幀序列圖像的中間幀作為基準圖像，將視頻多幀序列圖像中除基準圖像外的其他幀圖像記為其他圖像，將各其他圖像分別與基準圖像配準，獲得同名點；根據同名點計算各其他圖像和基準圖像的幀間運動參數；基于幀間運動參數，將各其他圖像重采樣至基準圖像，獲得重采樣后的視頻多幀序列圖像；所述的幀間運動參數為平移參數、旋轉參數、尺度參數中的一個或多個；

S3基于重采樣后的視頻多幀序列圖像，采用公式估計真實地物入瞳輻亮度圖像，其中，DNTrue(n)表示真實地物入瞳輻亮度圖像第n個像素的灰度估計值，所有像素的DNTrue(n)值即整幅真實地物入瞳輻亮度圖像的估計值，記為DNTrue；a_i(n)表示對視頻第i幀第n個像素成像的探元序號；DN_i(a_i(n))表示第a_i(n)個探元記錄的視頻第i幀成像中第n個像素的數字量化值，該值從重采樣后的視頻多幀序列圖像獲得；N表示視頻多幀序列圖像中圖像幀數；

S4根據估計的真實地物入瞳輻亮度圖像和步驟1獲得的視頻多幀序列圖像，解算視頻面陣傳感器的定標參數；本步驟進一步包括：

4.1構建視頻面陣傳感器各探元的線性響應模型，見式(1)：

DN_i(j)＝gain(j)*DNTrue+offset(j) (1)

式(1)中，DN_i(j)表示視頻面陣傳感器第j個探元記錄的第i幀成像的數字量化值；gain(j)和offset(j)表示視頻面陣傳感器第j個探元的增益系數和偏置系數，即視頻面陣傳感器的定標參數；

4.2根據步驟1獲得的視頻多幀序列圖像分別構建各探元的線性響應模型方程組，通過最小二乘法求解線性響應模型方程組，即獲得視頻面陣傳感器各探元的定標參數；

S5采用公式完成各幀圖像的相對輻射校正，其中，DN_i(j)^cor表示第j個探元記錄的第i幀成像的數字量化值的相對輻射校正值。

2.如權利要求1所述的視頻衛星在軌相對輻射定標方法，其特征是：

所述的視頻衛星平飛模式為沿軌向和垂軌向平飛成像模式、沿軌向平飛垂軌向旋轉后平飛成像模式和無規律平飛成像模式中的任一種。

3.視頻衛星在軌相對輻射定標系統，其特征是，包括：

第一模塊，用來利用視頻衛星平飛模式成像，獲取視頻多幀序列圖像；

第二模塊，用來選擇視頻多幀序列圖像的中間幀作為基準圖像，將視頻多幀序列圖像中除基準圖像外的其他幀圖像記為其他圖像，將各其他圖像分別與基準圖像配準，獲得同名點；根據同名點計算各其他圖像和基準圖像的幀間運動參數；基于幀間運動參數，將各其他圖像重采樣至基準圖像，獲得重采樣后的視頻多幀序列圖像；所述的幀間運動參數為平移參數、旋轉參數、尺度參數中的一個或多個；

第三模塊，用來基于重采樣后的視頻多幀序列圖像，采用公式估計真實地物入瞳輻亮度圖像，其中，DNTrue(n)表示真實地物入瞳輻亮度圖像第n個像素的灰度估計值，所有像素的DNTrue(n)值即整幅真實地物入瞳輻亮度圖像的估計值，記為DNTrue；a_i(n)表示對視頻第i幀第n個像素成像的探元序號；DN_i(a_i(n))表示第a_i(n)個探元記錄的視頻第i幀成像中第n個像素的數字量化值；N表示視頻多幀序列圖像中圖像幀數；

第四模塊，用來根據估計的真實地物入瞳輻亮度圖像和視頻多幀序列圖像獲取模塊獲得的視頻多幀序列圖像，解算視頻面陣傳感器的定標參數；

所述的第四模塊進一步包括：

線性響應模型構建模塊，用來構建視頻面陣傳感器各探元的線性響應模型，見式(1)：

DN_i(j)＝gain(j)*DNTrue+offset(j) (1)

式(1)中，DN_i(j)表示視頻面陣傳感器第j個探元記錄的第i幀成像的數字量化值；gain(j)和offset(j)表示視頻面陣傳感器第j個探元的增益系數和偏置系數，即視頻面陣傳感器的定標參數；

定標參數解算模塊，用來根據視頻多幀序列圖像獲取模塊獲得的視頻多幀序列圖像分別構建各探元的線性響應模型方程組，通過最小二乘法求解線性響應模型方程組，即獲得視頻面陣傳感器各探元的定標參數；

第五模塊，用來采用公式完成各幀圖像的相對輻射校正，其中，DN_i(j)^cor表示第j個探元記錄的第i幀成像的數字量化值的相對輻射校正值。