一种高光谱图像非均匀性校正方法与流程

本发明属于遥感探测与成像光谱仪数据处理领域，特别涉及一种高光谱图像非均匀性校正的方法。

背景技术：

由于探测器自身材料、工艺以及环境变化原因，对于均匀的辐射或反射信号，探测器响应值存在差异，非均匀性严重影响成像光谱仪图像质量和应用效果。因此非均匀性是图像处理必要环节。

非均匀校正方法包括基于实验室定标法、图像滤波和基于图像的统计匹配方法，实验室定标方法可以达到较高精度，但是由于实验室定标不足、探测器受环境等影响变化导致的定标系数失效，进行造成数据的非均匀性校正的难题；图像滤波会造成图像信息的损失，而且算法复杂，运算速度慢；基于图像的统计匹配方法主要是以矩匹配为基础，统计的内容与本发明统计类型不同，多为图像的均值和标准差、相关系数等，该方法对图像的场景分布要求较高。因此，需要一种非均匀性校正方法，实现无定标系数或定标系数失效导致的非均匀性校正的难题。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是：提供一种非均匀性校正方法方法，解决了目前定标系数无效导致的图像非均匀性校正的难题。

本发明包括以下步骤：

(1)获取单次成像光谱仪飞行图像数据，进行数据预处理，将所有图像数据减除暗电流，得到图像数据集合。

(2)对每个探元采集的图像数据进行分布统计，步骤如下：

(2-1)统计每个探元所有图像灰度值的最大值、最小值和动态范围；

(2-2)统计每个探元的累计直方图，将累计直方图进行归一化处理，生成归一化累计直方图。

(3)辐射校正系数生成，步骤如下；

(3-1)从所述的归一化累计直方图提取t组(t≥2)指定归一化值对应的灰度值g，求取每行灰度值g的均值h；

(3-2)利用下式计算非均匀性校正的校正系数a和b

其中：为t组灰度值g的均值，为t组均值h的均值，t为步骤(3-1)提取的组数。

(4)非均匀性校正，利用非均匀性校正系数所有像元进行校正，获取非均匀性校正结果。

本发明所述的系统通过以上方法，本发明可以实现缺少实验室定标、成像仪受环境等影响发生变化定标系数失效的情况，可以有效解决图像的非均匀性校正难题，与常规的图像去噪的处理方法相比，较好的保留了图像的信息量。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为非均匀性校正方法的流程图；

图2为经过本发明进行非均匀性校正的的效果对比图，其中图(a)为原始图像，图(b)为非均匀性校正结果图。

具体实施方式

以下结合图1—图2对非均匀性校正方法进行详细说明。

(1)获取单次成像光谱仪飞行数据，成像光谱仪探测器尺寸为1024×256，空间维大小为1024，光谱维大小为256，单条航线获取图像大小约100000帧，进行数据预处理，将所有数据减除暗电流，得到图像数据集合记为dn(i,j)，dn(i,j)代表探测器第i列，第j行，第n帧的图像灰度值，0≤i＜1024，0≤j＜256，0≤n＜100000；部分原始图如图2(a)所示；

(2)对每个探元采集的图像灰度值进行分布统计；

(2-1)统计每个探元所有采集灰度值的最大值max(i,j)、最小值min(i,j)和动态范围rag(i,j)，rag(i,j)＝max(i,j)-min(i,j)+1；

(2-2)统计每个探元的累计直方图并进行归一化处理，获取归一化直方图hr(i,j)，hr(i,j)代表探测器第i列，第j行，图像灰度值小于等于r的像元个数与总帧数的比值。

(3)辐射校正系数生成；

(3-1)提取9组特征分布值，求取hr(i,j)等于0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9对应的灰度值，分别对应gt(i,j),t＝1,2,…，9；求取每行灰度值的均值ht(j)，计算公式为

(3-3)利用下式求取每个探元非均匀性校正的校正系数a(i,j)，b(i,j)

其中：

(4)非均匀性校正，利用非均匀性校正系数所有像元进行校正，获取非均匀性校正结果：

rn(i,j)＝a(i,j)×dn(i,j)+b(i,j)

其中rn(i,j)代表探测器第i列，第j行，第n帧的图像均匀性校正结果，部分校正结果图如图2(b)所示。