[發明專利]一種分視場濾光片型多光譜影像數據的處理方法

在審

• 申請號: 202010225356.0
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111932592A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 張桂峰;方秀秀;黃旻;錢路路;趙寶瑋;王占超
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T5/00
• 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;陳亮

本發明公開了一種分視場濾光片型多光譜影像數據的處理方法，首先通過基于三維信息約束的改進SIFT算子多光譜影像匹配方法獲取多光譜原始序列影像的兩度、三度重疊的同名點；然后利用Levenberg?Marquardt算法進行平差處理，獲取多光譜原始序列影像相對于基準影像之間的高精度幾何關系；通過計算相鄰影像之間灰度變換的線性模型達到校正灰度不一致的目的，實現對原始序列影像的勻光處理；通過高精度幾何關系對勻光處理后的原始序列影像進行單波段拼接和影像間多波段配準處理，獲得多光譜影像拼接配準結果。上述方法能夠提高影像配準精度，獲得無拼接錯位的結果影像，從而獲得顏色均勻無偏色的彩色多光譜影像。

技術領域

本發明涉及多光譜影像技術領域，尤其涉及一種分視場濾光片型多光譜影像數據的處理方法。

背景技術

分視場濾光片陣列型多光譜相機通過在探測器靶面前端放置鍍有多個窄帶濾光片的基片，將像面劃分成若干區域，每個區域對應不同中心波長的窄帶濾光片。因此，每次拍照獲取的影像在空間上被分割為多個區域，且每個區域對應不同的波段信息。通過平臺的推掃，可以獲得目標區域所有波段的信息；多光譜相機獲取的原始圖像經過拼接、配準、色調調整等處理后，形成最終的多光譜數據。多光譜相機雖然安裝在穩定平臺上，但是穩定平臺的穩定精度和平臺攜帶的POS(Position and Orientation System)精度無法保證一個像元以內，因此多光譜數據的拼接和配準依然依賴于高精度的影像匹配技術。

目前常用的圖像配準算法主要包括基于灰度的配準、基于變換域的配準和基于特征的配準三種方法。考慮到SIFT算子對角度、光照變化不敏感，該算子在多光譜影像匹配中可以取得較好結果，但是當影像上存在大面積云域時，使用SIFT算子會檢測到大量不可靠的云上特征點，最終獲取的匹配點可能都是云上點，導致地面圖像匹配、配準存在錯誤。

另外，受拍照角度、光照條件等環境因素變化影響，不同時段獲取的多光譜影像其亮度存在不一致現象，因此在預處理時需要在保持光譜不變的情況下對不同影像進行勻光處理，根據算法處理域不同，勻光處理算法主要包括兩大類：一是基于空間域的勻光算法，如直方圖匹配法、Wallis濾波法等；二是基于頻域的勻光方法，如Mask勻光法、同態濾波法、Retinex勻光法等。但是，當圖像上存在大量的云、水、雪等時，這些算法效果并不好，為了解決這一問題，現有技術通常先對云水等區域進行檢測分割再采用 Wallis濾波、Mask勻光等方法對影像剩余部分進行處理，雖然最終能取得較好的效果，但是并不能保證影像校正前后光譜特征的一致性，而且上述基于云檢測的勻光算法復雜，計算量大，不能滿足時效性要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種分視場濾光片型多光譜影像數據的處理方法，該方法能夠提高影像配準精度，獲得無拼接錯位的結果影像，同時消除結果影像上的條帶噪聲，提高圖像拼接時各條帶圖像灰度校正精度，從而獲得顏色均勻無偏色的彩色多光譜影像。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種分視場濾光片型多光譜影像數據的處理方法，所述方法包括：

步驟1、首先通過基于三維信息約束的改進SIFT算子多光譜影像匹配方法獲取多光譜原始序列影像的兩度、三度重疊的同名點；

步驟2、然后利用Levenberg-Marquardt算法進行平差處理，獲取多光譜原始序列影像相對于基準影像之間的高精度幾何關系；

步驟3、再利用重疊區域的同名區域灰度相關性，通過計算相鄰影像之間灰度變換的線性模型達到校正灰度不一致的目的，實現對所述多光譜原始序列影像的勻光處理；

步驟4、通過步驟2所獲取的高精度幾何關系對勻光處理后的原始序列影像進行單波段拼接和影像間多波段配準處理，獲得多光譜影像拼接配準結果。