[發明專利]基于局部直方圖壓縮的SAR單景圖像亮度補償方法

有效

• 申請號: 201810634614.3
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108961178B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 孫增國;黃海超;蔡暢;吳杉;李琦偉;張祎彬
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/40
• 代理公司: 西安智萃知識產權代理有限公司 61221
• 代理人: 趙雙

本發明涉及基于局部直方圖壓縮的SAR單景圖像亮度補償方法，包括以下步驟：S1、對于待處理的SAR單景圖像，選取亮度不均勻的區域作為選定區域；S2、遍歷所述選定區域，獲得該選定區域中的最低像素灰度值和最高像素灰度值；S3、作出所述選定區域的直方圖，并選擇所述直方圖的壓縮概率p，得到所述選定區域壓縮后的最大灰度值x，所述選定區域的灰度級范圍被劃分為[A,x]與[x+1,B]兩部分；S4、通過迭代法獲得合適的壓縮因子m_f，使得所述選定區域的灰度級由初始范圍[A,B]壓縮為[A,x]；S5、遍歷所述選定區域，對于任意像素灰度值I_k，若I_k∈[A,x]，則輸出I_k；反之，輸出得到亮度補償后的圖像。本發明能有效避免黑點現象，保留圖像的細節信息，獲得滿意的亮度補償效果。

技術領域

本發明屬于圖像處理領域的SAR圖像亮度補償技術領域，特別是涉及基于局部直方圖壓縮的SAR單景圖像亮度補償方法。

背景技術

合成孔徑雷達(SAR)特有的相干成像方式使其能穿透云霧雨雪，產生較高分辨率和對比度的圖像產品，因而廣泛應用于農業、災情監視、地質、湖泊、海洋監測和導航等各個領域。SAR圖像的廣泛應用與深入研究，往往需要圖像是亮度均衡，對比度適中，顏色一致的，從而能用SAR圖像制作各種DOM鑲嵌產品以及與地理信息系統進行融合。然而，SAR是一種微波斜距成像雷達，SAR圖像的亮度信息實際反映了地面目標對雷達波的后向散射強度，而散射強度的強弱又取決于雷達側視角度、雷達波長、雷達極化方式、表面朝向、表面粗糙度、目標介質及含水量等諸多因素。因此，實際復雜的地物特征使SAR圖像的亮度信息在很大的動態范圍內波動。事實上，SAR成像系統的固有特點往往導致輻射畸變，這就造成了圖像上亮度不均勻的現象，嚴重影響圖像的后續應用，因而需要使用特定方法進行亮度補償處理。

武漢大學教授王邦松提出了單景圖像兩步補償的頻率域低通濾波方法(王邦松.SAR影像自動配準與鑲嵌方法研究[D].武漢大學2015)：頻率域低通濾波方法利用高斯低通濾波獲得背景圖像，然后對原始圖像和背景圖像作差值獲得亮度補償后圖像。

上面亮度補償方法均存在一些問題：頻率域低通濾波方法不能保證背景圖像的像素灰度值均不超過原始圖像，如果背景圖像的某些像素值大于原始圖像，則差值圖像的對應像素灰度值就會出現負值，這就會丟失相應的細節信息，在亮度補償圖像上表現出黑點現象。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于局部直方圖壓縮的SAR單景圖像亮度補償方法，實現對SAR單景圖像亮度不均勻部分進行補償，能保留SAR單景圖片細節信息，有效避免黑點現象。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

基于局部直方圖壓縮的SAR單景圖像亮度補償方法，包括以下步驟：

步驟一、對于待處理圖像，選取亮度不均勻的區域作為選定區域；

步驟二、遍歷所述選定區域，獲得該選定區域中的最低像素灰度值A和最高像素灰度值B；

步驟三、作出所述選定區域的直方圖，并選擇所述直方圖的壓縮概率p，得到所述選定區域壓縮后的最大灰度值x，使得所述選定區域的灰度級范圍被劃分為[A,x]與[x+1,B]兩部分，其中：

x＝B·p，其中，A＜x＜B；

步驟四、通過迭代法獲得合適的壓縮因子m_f，使得所述選定區域的灰度級范圍由初始[A,B]壓縮為[A,x]，即：

步驟五、遍歷所述選定區域，對于任意像素灰度值I_k，如果I_k∈[min,x]，則直接輸出I_k；

反之，則輸出得到亮度補償后的圖像。