[發(fā)明專利]一種無定標衛(wèi)星成像目標輻射特性反演方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810024731.8
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108537770B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 夏魯瑞;左崢嶸;張占月;李紀蓮;肖龍龍;楊雪榕;胡敏;潘升東;楊雅君
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊航天工程大學;華中科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06F17/11;G06F17/16
• 代理公司: 長沙市護航專利代理事務所(特殊普通合伙) 43220
• 代理人: 莫曉齊

本發(fā)明公開了一種無定標衛(wèi)星成像目標輻射特性反演方法和系統(tǒng)，所述方法：步驟S100：獲取當前時刻的目標場景的紅外圖像，確定定標地物；步驟S200：獲得定標地物在圖像上的灰度值，計算相機像元接收到的定標地物的輻射能量，確定定標地物灰度值與相機像元接收到輻射能量的映射關系；步驟S300：獲得目標在圖像上的灰度值；步驟S400：根據(jù)定標地物灰度值與接收到的輻射能量的映射關系反演出目標的自身輻射強度。本發(fā)明能夠在缺乏標準定標輻射源的條件下，以典型地物為輻射定標參照物對遠距離小目標輻射特性進行反演。

技術領域

本發(fā)明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種無定標衛(wèi)星成像目標輻射特性反演方法及系統(tǒng)。

背景技術

紅外成像器獲取的圖像數(shù)據(jù)是目標/背景能量經(jīng)光電轉換及量化所形成的離散數(shù)據(jù)，為從圖像數(shù)據(jù)中反演目標的輻射強度，則需要進行輻射定標處理，以確定圖像數(shù)據(jù)值與輻射能量之間的對應關系。輻射定標通常采用標準輻射源來進行，但在實際成像條件下，衛(wèi)星成像器有時缺乏標準輻射源進行輻射定標。

因此，如何能夠在缺乏標準定標輻射源的條件下，對遠距離小目標輻射特性進行反演成為本領域技術人員亟需解決的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種無定標衛(wèi)星成像目標輻射特性反演方法和系統(tǒng)，能夠在缺乏標準定標輻射源的條件下，對遠距離小目標輻射特性進行反演。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種無定標衛(wèi)星成像目標輻射特性反演方法，所述方法包括以下步驟：

步驟S100：獲取當前時刻的目標場景的紅外圖像，確定定標地物；

步驟S200：獲得定標地物在圖像上的灰度值，計算相機像元接收到的定標地物的輻射能量，確定定標地物灰度值與相機像元接收到輻射能量的映射關系；

步驟S300：獲得目標在圖像上的灰度值；

步驟S400：根據(jù)定標地物灰度值與接收到的輻射能量的映射關系反演出目標的自身輻射強度。

優(yōu)選地，所述步驟S200具體為：獲取成像時刻的定標地物區(qū)域在圖像上的平均灰度值，結合定標地物的氣象條件，計算定標地物成像時刻的表面溫度及其對應的自身輻射強度，根據(jù)相機像元視場角及其成像距離計算單個像元所覆蓋定標地物的地表范圍內的表面輻射能量，計算出定標地物至相機之間光學路徑上的大氣衰減及其程輻射，在面輻射模型下計算相機像元接收到的定標地物的輻射能量，確定定標地物平均灰度值與相機像元接收到輻射能量的映射關系。

優(yōu)選地，所述步驟S400具體為：根據(jù)定標地物平均灰度值與相機像元接收到輻射能量的映射關系，可計算出相機像元接收到目標的輻射能量，并考慮大氣效應的修正，在點源輻射模型下反演出目標的自身輻射強度。

優(yōu)選地，所述步驟S100具體為：

步驟S101：將預先設定的定標地物坐標系經(jīng)過坐標系轉換，得到定標地物區(qū)域中心點在圖像上的相面坐標 ；

步驟S102：根據(jù)定標地物區(qū)域中心點的相面坐標，通過坐標系變換獲得相機視線，所述視線與地球表面的交點再轉換為經(jīng)緯高。

優(yōu)選地，所述步驟S102中所述涉及坐標系轉換具體為：從地心慣性坐標系依次經(jīng)過軌道坐標系、衛(wèi)星坐標系轉換為傳感器成像坐標系。

優(yōu)選地，所述步驟S200具體為：

步驟S201：獲得定標地物區(qū)域在當前時刻的圖像上的平均灰度值；

步驟S202：根據(jù)定標地物的氣象條件，通過熱平衡方程計算得到定標地物表面溫度；

步驟S203：根據(jù)定標地物表面溫度，通過普朗克定律計算定標地物自身輻射強度；