[發明專利]一種基于圖像塊自適應調整的TDI顫振圖像復原方法

有效

• 申請號: 201710424251.6
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107292839B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 馮華君;蘇慧;徐之海;李奇;陳躍庭
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

本發明公開了一種基于圖像塊自適應調整的TDI顫振圖像復原方法。在TDI顫振遙感成像中，由于TDI相機的逐行推掃特性，顫振圖像每行的模糊核都存在差異，對顫振圖像采用逐行恢復可以大大提高圖像復原效果。當行間模糊核差異性較小時，適當增加當前行的待復原圖像塊行數，有利于提高圖像的復原效果；當行間模糊核差異性較大時，圖像塊行數的增加對圖像復原效果沒有顯著作用。而圖像塊行數的增加會延長圖像整體復原時間。通過構建模糊核之間的相似程度公式，比較顫振圖像行與行之間的模糊核差異程度，決定用來復原當前行所需的圖像塊尺寸，實現遙感顫振圖像逐行恢復過程中圖像塊尺寸的自適應調節，可以在保證圖像復原效果的同時兼顧復原時間。

技術領域

本發明屬于遙感圖像處理領域，尤其涉及一種根據行間模糊核相似程度，逐行構建尺寸自適應的圖像塊用于TDI顫振圖像復原的方法。

背景技術

由于國家安全和國防建設的需求，高分辨對地觀測技術已經作為我國國防科技工業的重點完成任務之一，但是衛星上的顫振制約高分辨對地觀測能力，已經成為影響衛星光學成像質量的重要因素之一。TDI-CCD相機作為衛星上可見光成像的一種重要載荷，其基于對同一目標多次曝光，通過延遲積分的方法增加光能收集。但當衛星存在顫振的情況下，曝光時間的增加會加重圖像的模糊效果。同時由于TDI相機采用逐行推掃成像的方法，其獲得的圖像每行模糊核都存在差異。

針對遙感衛星中，TDI-CCD相機獲得的圖像模糊不清，且圖像的點擴散函數(PSF)存在空間變化性的問題。目前，已采用根據顫振路徑獲得模糊核，對模糊圖像實現逐行復原的方法。顫振路徑的探測方面，主要有基于梯度的多幅圖像配準、相位幅角相關匹配等方法。圖像去模糊方面，主要采用維納濾波、Richardson-Lucy(RL)算法、全變分方法等。由于維納濾波、RL算法能過對圖像實現快速復原，但會產生大量振鈴，當待復原圖像塊尺寸比較小時，對圖像的復原效果相對不穩定；全變分方法能夠確保振鈴有效抑制，但難以恢復圖像細節。在對圖像進行逐行去模糊的過程中，提取的待復原圖像塊尺寸一般固定不變，如果選擇的尺寸值較大，則圖像復原時間較長；如果選擇的尺寸值較小，則圖像的復原效果可能較差。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種基于圖像塊自適應調整的TDI顫振圖像復原方法，在圖像PSF空間變化的情況下，對逐行進行復原的圖像塊實現自適應控制尺寸，保證圖像復原效率的同時，提高TDI顫振圖像的復原效果。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于圖像塊自適應調整的TDI顫振圖像復原方法，該方法包括以下步驟：

1)獲取顫振路徑，同時根據顫振路徑計算TDI顫振圖像每行的模糊核；分別將各行模糊核像素信息、模糊核尺寸信息構建成矩陣；

2)逐行獲得模糊核沿推掃方向的尺寸，計算模糊核沿推掃方向上的邊緣區域的像素值與總像素值的比值w；判斷w與閾值w₀的大小，w>w₀時執行步驟3)，否則進入下一行；w₀≥0.1；

3)計算行間模糊核相似程度ks，判斷ks與閾值ks₀的大小，ks＞ks₀時，增加圖像塊尺寸，否則，圖像塊尺寸不變或減小；ks₀在0.7到0.9之間；

4)利用圖像塊對顫振圖像實現逐行復原。