[發明專利]一種基于貝爾編碼圖像的空間目標光度反演方法

有效

• 申請號: 202011098169.7
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112200825B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 馬馳;馬巖;鐘興;劉潤山;張坤;解延浩
• 申請（專利權）人: 長光衛星技術股份有限公司
• 主分類號: G06T7/136
• 分類號: G06T7/136;G06T7/194;G06T5/00;G01N21/25
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張宏威

1.一種基于貝爾編碼圖像的空間目標光度反演方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟一、建立貝爾編碼相機輻射傳遞矩陣：測量貝爾編碼相機的三個不同通道的光譜響應，確立三個通道的譜段帶寬區間，建立輻射傳遞矩陣；

步驟二、貝爾編碼圖像插值還原：利用插值方法恢復所拍攝空間目標原始數據中缺失像素的DN值，以獲得三個通道的圖像數據；

步驟三、空間目標分割提取：采用閾值分割方法分別從三個通道中提取得到表示空間目標光度信息的像素，剔除無效的圖像背景；

步驟四、空間目標光度數據解算：利用輻射矩陣逆向求解得到空間目標的輻亮度特征；根據相機的基本參數，通過反演計算得到目標的光度信息。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

所述步驟一中，拍攝空間圖像的相機采用貝爾編碼模式探測器，相機輸出含有R、G、B三個通道的貝爾編碼圖像；其中R、G、B三個通道光譜帶寬分別為λ₁、λ₂、λ₃，R、G、B三個通道的譜段帶寬為可連續且不重疊覆蓋的可見光波段。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：

所述步驟一中，采用光譜定標裝置測量相機R、G、B三個通道的光譜響應，建立相機R、G、B三個通道內像素輸出DN值與拍攝目標輻亮度的關系，即：

其中，(i，j)為探測器像素坐標，DN_R(i,j)、DN_G(i,j)、DN_B(i,j)分別為探測器R、G、B三個通道在(i，j)像素坐標處輸出圖像的DN值，L_(i,j)(λ₁)、L_(i,j)(λ₂)、L_(i,j)(λ₃)分別為光譜定標光源在λ₁、λ₂、λ₃三個譜段的積分輻亮度；κ_R(λ₁)、κ_R(λ₂)、κ_R(λ₃)為探測器R通道在λ₁、λ₂、λ₃三個譜段的光譜響應系數，由光譜定標裝置測量獲取；κ_G(λ₁)、κ_G(λ₂)、κ_G(λ₃)為探測器G通道在λ₁、λ₂、λ₃三個譜段的光譜響應系數，由光譜定標裝置測量獲取；κ_B(λ₁)、κ_B(λ₂)、κ_B(λ₃)為探測器B通道在λ₁、λ₂、λ₃三個譜段的光譜響應系數，由光譜定標裝置測量獲取。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：

所述步驟一中，利用光譜響應系數構建輻射傳遞矩陣，即：

其中K為輻射傳遞矩陣；

貝爾編碼相機R、G、B三個通道的輸出與拍攝目標輻亮度的關系由輻射傳輸矩陣表示為：

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：

所述步驟二中，采用雙線性插值方法恢復R、G、B三個通道缺失的像素，其中，R通道分量還原公式為：

G通道分量還原公式為：

B通道分量還原公式為：

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：

所述步驟三中，采用閾值分割方法分別提取R、G、B三個通道的目標像素，具體為：

DN_1(i,j)為經過閾值分割后的(i,j)像素位置處的DN值；DN_(i,j)為(i,j)像素位置處的DN值；T為設定的閾值。