[發明專利]一種Landsat-7掃描線糾正器失效的遙感圖像丟失像素恢復方法

有效

• 申請號: 202010188037.7
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111476723B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 陳彥軍;張玉紅
• 申請（專利權）人: 哈爾濱師范大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/90;G06T7/11;G06T7/187;G06V10/764;G06V10/766
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 時起磊

1.一種Landsat-7掃描線糾正器失效的遙感圖像丟失像素恢復方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、從SLC-off遙感圖像中初步提取出條帶區域，再采用形態學閉運算對初步提取出的條帶區域進行去噪處理，獲得條帶區域；

步驟二、對于條帶區域內的任一像素(i,j)，分別從像素的位置(i,j)出發沿著各個選定方向進行搜索；

對于任意的一個選定方向，在選定方向的上方選取m個與條帶上邊界最相鄰的非條帶像素，在選定方向的下方選取m個與條帶下邊界最相鄰的非條帶像素；

將選取的與條帶上邊界最相鄰的m個非條帶像素記為A_k，k＝1,2,……,m，A_k的灰度值為a_k；將選取的與條帶下邊界最相鄰的m個非條帶像素記為B_k，B_k的灰度值為b_k；

以選定方向上選取的2m個像素的位置作為自變量，以選取的2m個非條帶像素的灰度值為函數值進行回歸分析，在該選定方向上進行回歸分析計算出灰度變化的斜率值；

同理，在其他各個選定方向上進行回歸分析計算出條帶區域內各點的斜率值；

步驟三、在各個選定方向上，分別采用非監督分類準則，判斷在選定方向上條帶兩邊界外部的非條帶像素是否為同類像素；

步驟四、計算條帶區域各像素的局部平均灰度，根據步驟二計算出的在各個選定方向上的斜率值以及步驟三的判斷結果確定條帶區域內像素(i,j)的填充方向；

步驟五、根據條帶區域內像素(i,j)是否為邊界像素，采用不同的方式對像素(i,j)進行填充，獲得像素填充后的條帶區域，具體過程為：

步驟五一、若像素(i,j)所在位置是僅有1個像素寬的條帶，則像素(i,j)為邊界像素，在填充方向的上方或下方，隨機選取出一個與像素(i,j)最相鄰的非條帶像素，將選取出的非條帶像素的灰度作為像素(i,j)的灰度進行填充；

步驟五二、若像素(i,j)所在位置是有2個像素寬的條帶，則像素(i,j)為邊界像素；若像素(i,j)為上邊界像素，則在填充方向的上方，與像素(i,j)最相鄰的2個非條帶像素中隨機選取出1個非條帶像素，將選取出的非條帶像素的灰度作為像素(i,j)的灰度進行填充；若像素(i,j)為下邊界像素，則在填充方向的下方，與像素(i,j)最相鄰的2個非條帶像素中隨機選取出1個非條帶像素，將選取出的非條帶像素的灰度作為像素(i,j)的灰度進行填充；

步驟五三、若像素(i,j)所在位置是有3個像素寬的條帶，且像素(i,j)為上邊界像素或下邊界像素，則像素(i,j)的填充方法與步驟五二相同；否則，在像素(i,j)的填充方向的上方或者下方，隨機選取出一個與像素(i,j)最相鄰的非條帶像素，將選取出的非條帶像素的灰度作為像素(i,j)的灰度進行填充；

步驟五四、若像素(i,j)所在位置是有4個像素寬的條帶，且像素(i,j)為填充方向的上邊緣的2個條帶像素中的一個，則在像素(i,j)的填充方向的上方，與像素(i,j)最相鄰的2個非條帶像素中隨機選取出1個非條帶像素，將選取出的非條帶像素的灰度作為像素(i,j)的灰度進行填充；

若像素(i,j)所在位置是有4個像素寬的條帶，且像素(i,j)為填充方向的下邊緣的2個條帶像素中的一個，則在像素(i,j)的填充方向的下方，與像素(i,j)最相鄰的2個非條帶像素中隨機選取出1個非條帶像素，將選取出的非條帶像素的灰度作為像素(i,j)的灰度進行填充；

步驟五五、若像素(i,j)所在位置是有4個以上像素寬的條帶，同時，像素(i,j)為填充方向的上邊緣的2個條帶像素中的一個或像素(i,j)為填充方向的下邊緣的2個條帶像素中的一個，則對像素(i,j)的填充方式同步驟五四；

若像素(i,j)不是填充方向的上邊緣的2個條帶像素中的一個且像素(i,j)也不是填充方向的下邊緣的2個條帶像素中的一個，則像素(i,j)為非邊界像素；

根據步驟二選取出的在像素(i,j)填充方向上的2m個非條帶像素進行三次樣條插值，求出像素(i,j)的插值灰度P(i,j)；

其中：k₀代表步驟二選取出的在像素(i,j)填充方向上的2m個非條帶像素中的第k₀個，k₀＝1,2,…,2m，N(i,j,k₀)為第k₀個非條帶像素的灰度值，N(i,j,m₀)為步驟二選取出的在像素(i,j)填充方向上的2m個非條帶像素的灰度值中，與P(i,j)最接近的灰度值；

將N(i,j,m₀)作為像素(i,j)的灰度進行填充；

步驟六、像素填充后，再分別對條帶區域內包含的各像素進行濾波處理，濾波處理后，完成對Landsat-7掃描線糾正器失效的遙感圖像丟失像素的恢復。