[發(fā)明專利]一種基于四譜段遙感圖像的云目標(biāo)檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811101680.0
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109446899A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯舒維;李曉博;肖化超;邵應(yīng)昭;莫凡
• 申請（專利權(quán)）人: 西安空間無線電技術(shù)研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種基于四譜段遙感圖像的云目標(biāo)檢測方法，該方法基于通用的紅、綠、藍和近紅外四個譜段的信息，采用正交子空間投影的檢測原理完成云檢測。不同于現(xiàn)有的遙感圖像云檢測方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)僅能將云檢測結(jié)果單一整理為云和非云的問題，可以將云目標(biāo)直接生成不同等級的云產(chǎn)品，同時克服了現(xiàn)有的多光譜云檢測方法不適用于譜段數(shù)量較少的通用四譜段遙感圖像的問題，提升了處理速度，簡化了計算流程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于四譜段遙感圖像的云目標(biāo)檢測方法，屬于數(shù)字圖像處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

星載高分辨率、寬覆蓋的多傳感器所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)為遙感應(yīng)用帶來質(zhì)量更高、更加多樣化的數(shù)據(jù)源的同時，也帶來了大量無效信息，給遙感信息的存儲、傳輸、提取與應(yīng)用帶來了極大的挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在高分辨率可見光遙感圖像中超過50％左右的圖像被厚度不同、分布形態(tài)各異的云覆蓋，導(dǎo)致下傳至地面的數(shù)據(jù)大部分為無效數(shù)據(jù)。云覆蓋等無效數(shù)據(jù)嚴(yán)重浪費了數(shù)據(jù)傳輸時間和鏈路帶寬，影響了包含重要目標(biāo)信息數(shù)據(jù)的優(yōu)先下傳。同時，遙感圖像中云目標(biāo)的存在，增大了對重要軍事目標(biāo)如飛機、艦船等的識別難度，因此，研究星上實時的云檢測和云剔除技術(shù)，對于減少數(shù)據(jù)量和提升遙感圖像的智能處理能力具有重要意義。

遙感圖像的云檢測技術(shù)一直是遙感圖像處理領(lǐng)域的研究熱點之一，遙感圖像的云檢測技術(shù)主要分為兩大類，一類是基于可見光的云檢測技術(shù)，例如基于特征空間降維壓縮的云檢測方法，以及基于多屬性融合的云檢測方法。這些云檢測技術(shù)主要集中在如何有效的提取云特征，以達到更好地解決云檢測的目的。

另一類就是基于多光譜的云檢測技術(shù)，在可見光之外，搭載多光譜乃至高光譜的成像光譜儀逐漸成為衛(wèi)星探測手段的一種發(fā)展趨勢，也為遙感圖像的智能處理提供了有利條件。結(jié)合云目標(biāo)在某些譜段的光譜特征，可以很好的將云與下墊面區(qū)分開來。多光譜云檢測方法主要分為三種，第一種是提取云的多光譜特征，再使用分類器完成云判決。如EO-1衛(wèi)星上使用的HCC算法(Hyperion Cloud Cover)，Landsat7衛(wèi)星上使用的自動云量評估的ACCA算法，均選擇有代表性的譜段信息，并根據(jù)云的光譜特征完成云檢測。這種方法簡單直觀，充分利用了云目標(biāo)在不同譜段上所表現(xiàn)出來的光譜特性完成檢測，易于FPGA實現(xiàn)，但是需要依據(jù)特定的譜段信息，以保證算法的性能；第二種方法是綜合使用云的光譜特征和統(tǒng)計特征，再使用分類器進行云判決。如基于MODIS遙感數(shù)據(jù)，將云的紋理結(jié)構(gòu)特征與光譜特征相結(jié)合，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法完成云檢測。這種方法需要綜合利用云的光譜特征和統(tǒng)計特征，算法較復(fù)雜；最后一種方法是將多譜段的數(shù)據(jù)采用信號處理的方法完成云檢測。如基于ICA的云檢測方法。這種方法由于是在高維空間上進行處理，所以計算量相對較高。

以上這些方法一般將云檢測問題處理為一個二值分類問題，云檢測結(jié)果要么為云，要么為非云。然而，云的形態(tài)千變?nèi)f化，類型多種多樣，簡單的將云檢測結(jié)果處理為云和非云并不恰當(dāng)，缺少進一步細(xì)分云檢測的結(jié)果，將云目標(biāo)生成不同等級的云產(chǎn)品，簡單的區(qū)分為云或非云不符合云目標(biāo)的特性，需要通過計算待檢測云目標(biāo)的具體數(shù)值從而可以進行云等級區(qū)分，同時，現(xiàn)有的多光譜云檢測方法基本采用國外的MODIS數(shù)據(jù)、Landsat數(shù)據(jù)或AVHRR等數(shù)據(jù)展開研究，基于通用的四譜段(紅、綠、藍、近紅外)數(shù)據(jù)進行研究的十分少見，主要原因是四譜段的多光譜數(shù)據(jù)譜段數(shù)太少，大量有效的多光譜云檢測算法并不適用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：針對目前現(xiàn)有技術(shù)中，可見光遙感圖像云檢測技術(shù)針對通用四譜段的遙感數(shù)據(jù)檢測困難，算法普遍性差、難以區(qū)分多種不同類型云目標(biāo)的問題，提出了一種基于四譜段遙感圖像的云目標(biāo)檢測方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：

一種基于四譜段遙感圖像的云目標(biāo)檢測方法，步驟如下：

(1)獲取待檢測云的四譜段遙感圖像；

(2)對步驟(1)所得的四譜段遙感圖像進行譜段擴展；