[發(fā)明專利]一種全變分光學(xué)遙感圖像海面耀斑去除方法

有效

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• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113269688B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康旭東;李樹濤;段普宏
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/44;G06F17/10
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發(fā)明公開了一種全變分光學(xué)遙感圖像海面耀斑去除方法，包括：將被耀斑污染的光學(xué)遙感退化圖像X輸入預(yù)設(shè)的高階紋理全變分耀斑去除模型，將高階紋理全變分耀斑去除模型的求解問題轉(zhuǎn)換為包含多個子問題的數(shù)值優(yōu)化問題，求解所述包含多個子問題的數(shù)值優(yōu)化問題，獲得純凈的遙感圖像Y；該高階紋理全變分耀斑去除模型為將光學(xué)遙感退化圖像X視為一個純凈的遙感圖像Y和一個耀斑圖像Z的疊加的函數(shù)關(guān)系X=Y+Z建立便于區(qū)分耀斑和背景信息的純凈的遙感圖像Y的函數(shù)表達(dá)式、并引入紋理的高階全變分項得到。本發(fā)明實現(xiàn)光學(xué)遙感圖像海面耀斑去除，不需要利用任何輔助數(shù)據(jù)和波段信息，能夠有效去除耀斑且保留地物信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及遙感圖像處理技術(shù)，具體涉及一種全變分光學(xué)遙感圖像海面耀斑去除方法。

背景技術(shù)

遙感圖像提供了豐富的光譜信息，可以更好地識別地物。但是遙感成像通常需要特定的條件，如充足的陽光或者鹵素光等，在戶外采集數(shù)據(jù)時，由于太陽光線在海水上形成的鏡面反射，導(dǎo)致圖像對比度降低、場景局部信息丟失，即出現(xiàn)耀斑現(xiàn)象，從而影響接下來的識別和分析，如水下生態(tài)研究和監(jiān)測水質(zhì)污染狀況。因此解決水面耀斑干擾問題成為重要的環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)方法主要是通過考慮風(fēng)速、海浪坡度與耀斑強度之間的關(guān)系來去除耀斑。這種方法需要引入額外的數(shù)據(jù)來建立耀斑強度的概率密度函數(shù)，如風(fēng)速和海浪坡度等，實際中這些額外數(shù)據(jù)很難精確測量。近年來，研究者們主要基于一種假設(shè)來去除耀斑，他們認(rèn)為近紅外波段的離水輻射強度等于零，不為零則為耀斑。然后通過設(shè)計各種不同額的方法來建立可見光與近紅外波段之間的關(guān)系，來實現(xiàn)去除耀斑的目的。

如，D. R. Lyzenga等的《Multispectral bathymetry using a simplephysically based algorithm》（IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol. 44, no. 8,pp. 2251–2259, Aug. 2006.）利用協(xié)方差來建立可見光與近紅外波段的關(guān)系。J. A.Goodman等的《Influence of atmospheric and sea-surface corrections on retrievalof bottom depth and reflectance using a semi-analytical model: a case studyin Kaneohe bay, Hawaii》（Appl. Opt., vol. 47, no. 28, pp. F1–F11, Oct. 2008.）引入一種偏移量來糾正每個像元，該偏移量通過利用640nm和750nm兩個波段信息來得到。T. Kutser等的《A sun glint correction method for hyperspectral imagerycontaining areas with nonnegligible water leaving NIR signal》（Remote Sens. Environ., vol. 113, no. 10, pp. 2267 – 2274, 2009.）近紅外波段的氧氣吸收特性來評估耀斑強度。這些方法在干凈的水域可以實現(xiàn)較好的效果，但是在復(fù)雜場景下，通常不能很好地去除耀斑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種全變分光學(xué)遙感圖像海面耀斑去除方法，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)遙感圖像海面耀斑去除，不需要利用任何輔助數(shù)據(jù)和波段信息，將耀斑去除問題轉(zhuǎn)換為優(yōu)化求解問題，退化圖像被建模成一個純凈的遙感圖像和耀斑圖像，能夠有效去除耀斑且保留地物信息。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：