[發明專利]一種成像光譜儀條帶噪聲去除方法

在審

• 申請號: 201810368422.2
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108596850A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 聶博洋;景娟娟;周錦松;楊雷;何曉英;李雅燦;付錫祿;馮蕾;魏立冬
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/40
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

本發明公開了一種成像光譜儀條帶噪聲去除方法，包括：使用小波基函數Haar，結合分解公式對待除噪波段圖像進行一定次數的二維離散小波分解；在長波段選取條帶噪聲符合要求的圖像作為基準圖像，對基準圖像做與待除噪波段圖像相同次數的二維離散小波分解；對基準圖像二維離散小波分解后得到的垂直細節分量進行直方圖匹配，再替換至同維度的待除噪波段圖像二維離散小波分解后得到的垂直細節分量；對垂直細節分量替換結果通過小波逆變換重組，完成除噪。該方法可以在消除條帶噪聲的同時，最大限度保留圖像的原始信息。

技術領域

本發明涉及光譜圖像處理技術領域，尤其涉及一種成像光譜儀條帶噪聲去除方法。

背景技術

成像光譜儀是20世紀80年代開始在多光譜遙感成像技術的基礎上發展起來的,它以高光譜分辨率獲取景物或目標的高光譜圖像,通過內部的色散元件，可以同時獲取目標空間維和光譜維的信息，達到“圖譜合一”的效果。由于成像光譜儀高光譜分辨率的巨大優勢,在空間對地觀測的同時獲取眾多連續波段的地物光譜圖像,達到從空間直接識別地球表面物質的目的,成為遙感領域的一大熱點,正在成為當代空間對地觀測的主要技術手段。

條帶噪聲是常出現于高光譜影像數據的一種帶狀噪聲，一般具有周期性和方向性的特點。條帶噪聲的產生原因是成像光譜儀中的各CCD器件光譜響應函數的不同而產生不同的輸出，除此之外，工作環境和信號干擾等因素也會加劇條帶噪聲。條帶噪聲對影像的目視判讀，光譜分析都會產生很大的影響，因此必須加以消除。

現有的條帶噪聲的消除方法主要有如下兩種技術方案：

方案一：《高光譜圖像中條帶噪聲去除方法研究》。該方案中條帶噪聲消除方法主要有直方圖匹配法、矩匹配法及其改進方法等。直方圖匹配法選取光譜儀的一個傳感器產生的圖像為參考圖像，通過灰度直方圖匹配的方法將其他傳感器產生的圖像與參考圖像相匹配，達到消除條帶噪聲的目的；矩匹配法方法假設不同傳感器對地物輻射特性均一，將各個傳感器圖像的均值和方差校準到一個參考傳感器上，從而去除條帶噪聲。上述方案的缺點是：1、該方案只適用于進行幾何校正前的高光譜圖像，另外要求圖像地物信息較簡單，否則去條帶效果較差。2、若圖像較小或地物信息較復雜導致灰度分布不均勻，使用矩匹配法會破壞原始圖像的光譜信息，且會沿垂直于CCD掃描的方向產生“帶狀效應”，造成圖像失真。

方案二：《基于小波變換的圖像條帶噪聲去除方法》。該方案中提出了基于小波置零方法來消除條帶噪聲。將圖像進行多次二維離散小波變換，并將含有條帶信息的高頻分量直接置零，之后再利用重構函數將小波分量重構為原始圖像達到除噪的目的。但是，該方案的缺點是會在去除條帶的同時丟失大量的非噪聲圖像信息，降低圖像清晰度，改變圖像光譜特性。

發明內容

本發明的目的是提供一種成像光譜儀條帶噪聲去除方法，可以在消除條帶噪聲的同時，最大限度保留圖像的原始信息。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種成像光譜儀條帶噪聲去除方法，包括：

使用小波基函數Haar，結合分解公式對待除噪波段圖像進行一定次數的二維離散小波分解；

在長波段選取條帶噪聲符合要求的圖像作為基準圖像，對基準圖像做與待除噪波段圖像相同次數的二維離散小波分解；

對基準圖像二維離散小波分解后得到的垂直細節分量進行直方圖匹配，再替換至同維度的待除噪波段圖像二維離散小波分解后得到的垂直細節分量；

對垂直細節分量替換結果通過小波逆變換重組，完成除噪。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，基于二維離散小波變換，通過同一光譜圖像不同波段間小波分量互相替代的方法，有效地消除了條帶噪聲。本發明所提出方法的優點在于算法簡單，除噪徹底，非噪聲信息損失小。

附圖說明