[發明專利]一種基于伽馬校正的SAR單景圖像內部亮度補償方法

在審

• 申請號: 201810588116.X
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108876738A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 孫增國;李琦偉;張祎彬;吳杉;蔡暢;黃海超
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/20
• 代理公司: 西安智萃知識產權代理有限公司 61221
• 代理人: 趙雙

本發明屬于數字圖像處理技術領域，具體涉及一種基于伽馬校正的SAR單景圖像內部亮度補償方法，包括以下具體步驟：S1：通過遍歷圖像，找到像素點灰度最大值；S2：獲得歸一化圖像；S3：進行伽馬校正；S4：作差值圖像，對歸一化圖像和校正后的圖像作差值圖像；S5：調整灰度級，將差值圖像乘以像素點灰度最大值，得到差值圖像灰度級范圍為[0?255]，調整灰度級的結果圖像即為算法處理的最終結果圖像；S6：輸出圖像，輸出S5處理后的圖像。本發明的基于伽馬校正的SAR單景圖像內部亮度補償方法具有能夠實現圖像亮度的精確補償的特點，其勻色效果和保留信息更優。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，具體涉及一種基于伽馬校正的SAR單景圖像內部亮度補償方法。

背景技術

高分三號衛星是中國高分專項工程的一顆遙感衛星，是世界上成像模式最多的合成孔徑雷達(SAR)衛星。衛星成像幅寬大，與高空間分辨率優勢相結合，既能實現大范圍普查，也能詳查特定區域，可滿足不同用戶對不同目標成像的需求。

然而由于SAR成像角度、地形、雷達天線圖的變化以及特殊地物的強后向散射，單幅SAR影像內部出現亮度分布不均勻的問題，表現出明顯的亮道，嚴重影響圖像的后續處理與解譯，所以能否有效地對圖像進行勻色處理顯得尤為重要。

高分三號衛星能夠獲得高分辨率的SAR圖像，其具有明顯的邊緣、點、紋理等細節特征，所以如何在消除亮道的同時保留明顯的細節信息是高分三SAR圖像勻色處理的另一個重要目標。

2015年王邦松提出的利用頻率域低通濾波的解決方案(王邦松.SAR影像自動配準與鑲嵌方法研究[D].武漢大學，2015)，參見圖4，其頻率域低通濾波的解決方案流程如下：首先將原始圖像進行快速傅里葉變換得到傅里葉頻譜圖，通過給定截止頻率得到頻域高斯濾波器，將傅里葉頻譜圖與頻域高斯濾波器相乘得到低通濾波后的頻譜圖，再將低通濾波后的頻譜圖進行快速傅里葉逆變換得到背景圖像，最后將原始圖像與背景圖像對應像素點的像素值相減得到結果圖像。從物理效果看，傅立葉變換是將圖像從空間域轉換到頻率域，其逆變換是將圖像從頻率域轉換到空間域。換句話說，傅立葉變換的物理意義是將圖像的灰度分布函數變換為圖像的頻率分布函數，傅立葉逆變換是將圖像的頻率分布函數變換為灰度分布函數,傅立葉變換以前，圖像是由對在連續空間上的采樣得到一系列點的集合，通常用一個二維矩陣表示空間上各點。又因空間是三維的，圖像是二維的，因此空間中物體在另一個維度上的關系就必須由梯度來表示，這樣我們才能通過觀察圖像得知物體在三維空間中的對應關系。對圖像進行二維傅立葉變換得到頻譜圖，就是圖像梯度的分布圖。

在圖像處理中，高斯低通濾波器的諸多特性使其得到了廣泛的應用，頻率域的高斯低通濾波器的數學表達式為：

H為高斯低通濾波器，u,v分別為頻率域的橫向與縱向坐標，D(u,v)是頻域坐標系中一點(u,v)到坐標原點(0,0)的平面距離，D₀是濾波器的截止頻率。

由上式可以看出，若給定的截止頻率D₀偏大，則會導致高斯低通濾波器數值偏大；若給定的截止頻率D₀偏小，則會導致高斯低通濾波器數值偏小。

低通濾波是要保留圖像中的低頻分量而去除圖像中的高頻分量。圖像中的邊緣和噪聲都對應圖像頻域中的高頻部分，通過在頻域中的低通濾波可以除去或消弱噪聲影響并模糊邊緣輪廓。為了更好的除去或消弱噪聲影響并模糊邊緣輪廓，截止頻率D₀的選取不能偏小。