一種無效像元的補(bǔ)償方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種無效像元的補(bǔ)償方法，包括：根據(jù)無效像元間的位置關(guān)系，對無效像元進(jìn)行粗分類，確定孤立無效像元和連通無效像元；根據(jù)圖像分類法，對遙感圖像進(jìn)行粗分類，得到粗分類結(jié)果，記為Class(k)；根據(jù)無效像元在遙感圖像中的位置，結(jié)合無效像元的粗分類和遙感圖像的粗分類，對所述無效像元進(jìn)行二次分類，確定單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元、單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元、邊緣區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元和邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元；依次對四類無效像元進(jìn)行補(bǔ)償。通過本發(fā)明專利技術(shù)實現(xiàn)了對可見光近紅外面陣COMS相機(jī)無效像元的補(bǔ)償校正，補(bǔ)償校正精度高，確保了圖像的成像質(zhì)量。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種無效像元的補(bǔ)償方法
本專利技術(shù)屬于圖像處理
，尤其涉及一種無效像元的補(bǔ)償方法。
技術(shù)介紹
可見光近紅外面陣CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)相機(jī)擁有上萬個像元，可以直接獲取像素陣列式的目標(biāo)反射太陽光能量的數(shù)字圖像，但是由于工藝的限制以及由于衛(wèi)星發(fā)射過程和發(fā)射后空間環(huán)境變化、元器件老化等因素，面陣COMS相機(jī)存在一個不可回避的問題，即無效像元的存在，無效像元在圖像中表現(xiàn)為無法反映目標(biāo)真實特性的暗點和亮點，如果不加以補(bǔ)償校正將嚴(yán)重影響圖像的質(zhì)量。目前對于紅外焦平面CMOS相機(jī)的無效像元補(bǔ)償校正已形成了多種有效的方法，而對于可見光近紅外CMOS相機(jī)常采用無效像元周邊領(lǐng)域的濾波法或相鄰領(lǐng)域替代法。然而，采用的可見光近紅外CMOS相機(jī)無效像元的補(bǔ)償校正方法均是從空間處理角度考慮對無效像元進(jìn)行補(bǔ)償，未考慮不同相機(jī)的輻射響應(yīng)特性差異，也沒有考慮孤立的無效像元和連通的無效像元的差別，因此，在通過現(xiàn)有的補(bǔ)償校正方案對無效像元進(jìn)行補(bǔ)償校正時，補(bǔ)償校正精度有限，對圖像質(zhì)量的提高有限，嚴(yán)重影響地物分類等其他后續(xù)定量化產(chǎn)品的精度。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無效像元的補(bǔ)償方法，旨在實現(xiàn)對可見光近紅外面陣COMS相機(jī)無效像元的補(bǔ)償校正，提高補(bǔ)償校正精度。為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)公開了一種無效像元的補(bǔ)償方法，包括：根據(jù)無效像元間的位置關(guān)系，對無效像元進(jìn)行粗分類，確定孤立無效像元Viso(i,j)和連通無效像元根據(jù)圖像分類法，對遙感圖像進(jìn)行粗分類，得到粗分類結(jié)果，記為Class(k)，其中k∈[1,K]，表示分類數(shù)；根據(jù)無效像元在遙感圖像中的位置，結(jié)合無效像元的粗分類和遙感圖像的粗分類，對所述無效像元進(jìn)行二次分類，確定單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vmono-iso(i,j)、單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-con(i,j)、邊緣區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vedge-iso(i,j)和邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vedge-con(i,j)；依次對所述單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vmono-iso(i,j)、單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-con(i,j)、邊緣區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vedge-iso(i,j)和邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vedge-con(i,j)對應(yīng)的數(shù)字值進(jìn)行補(bǔ)償。在所述無效像元的補(bǔ)償方法中，所述根據(jù)無效像元在遙感圖像中的位置，結(jié)合無效像元的粗分類和遙感圖像的粗分類，對所述無效像元進(jìn)行二次分類，確定單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vmono-iso(i,j)、單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-con(i,j)、邊緣區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vedge-iso(i,j)和邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vedge-con(i,j)，包括：若孤立無效像元Viso(i,j)滿足且在N×N的領(lǐng)域內(nèi)滿足則確定孤立無效像元Viso(i,j)為單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vmono-iso(i,j)；其中，GSD為可見光近紅外面陣CMOS相機(jī)的地面采樣分辨率；若連通無效像元集內(nèi)的任一連通無效像元都滿足且在N×N的領(lǐng)域內(nèi)滿足則確定連通無效像元Vcon(i,j)為單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-con(i,j)；若孤立無效像元在N×N的領(lǐng)域內(nèi)滿足且至少滿足則確定孤立無效像元Viso(i,j)為邊緣區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vedge-iso(i,j)，其中(k,l)∈([1,K]∩(k≠l))；若連通無效像元集內(nèi)的任一連通無效像元在N×N的領(lǐng)域內(nèi)都滿足且至少滿足則確定連通無效像元Vcon(i,j)為邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vedge-con(i,j)。在所述無效像元的補(bǔ)償方法中，所述依次對所述單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vmono-iso(i,j)、單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-con(i,j)、邊緣區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vedge-iso(i,j)和邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vedge-con(i,j)對應(yīng)的數(shù)字值進(jìn)行補(bǔ)償，包括：利用單調(diào)區(qū)域中像元與周圍像元之間的高度相關(guān)性，采用漸變權(quán)重方法，分別對單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vmono-iso(i,j)和單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-con(i,j)對應(yīng)的數(shù)字值進(jìn)行補(bǔ)償；在對所有單調(diào)區(qū)域內(nèi)的無效像元進(jìn)行補(bǔ)償后，利用邊緣區(qū)域內(nèi)像元的混合像元特性，采用線性混合光譜模型方法，分別對邊緣區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vedge-iso(i,j)和邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vedge-con(i,j)對應(yīng)的數(shù)字值進(jìn)行補(bǔ)償。在所述無效像元的補(bǔ)償方法中，所述利用單調(diào)區(qū)域中像元與周圍像元之間的高度相關(guān)性，采用漸變權(quán)重方法，分別對單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vmono-iso(i,j)和單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-con(i,j)對應(yīng)的數(shù)字值進(jìn)行補(bǔ)償，包括：根據(jù)如下公式1，分別對單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vmono-iso(i,j)和單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-con(i,j)對應(yīng)的數(shù)字值DNmono(i,j)進(jìn)行補(bǔ)償：其中：flag(i+m,j+n)為N×N領(lǐng)域內(nèi)位置(i+m,j+n)處的無效像元判別指示：若某一像元是無效像元，則flag(i+m,j+n)＝0；若某一像元不是無效像元，則flag(i+m,j+n)＝1；表示漸變權(quán)重因子；DN(i+m,j+n)為N×N領(lǐng)域內(nèi)位置(i+m,j+n)處的遙感圖像的數(shù)值字。在所述無效像元的補(bǔ)償方法中，在根據(jù)公式1對單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-con(i,j)對應(yīng)的數(shù)字值DNmono(i,j)進(jìn)行補(bǔ)償時，所述方法還包括：根據(jù)所述公式1對單調(diào)區(qū)域內(nèi)的所有連通無效像元，按照從外向內(nèi)層層補(bǔ)償?shù)姆绞剑饘舆M(jìn)行補(bǔ)償。在所述無效像元的補(bǔ)償方法中，所述利用邊緣區(qū)域內(nèi)像元的混合像元特性，采用線性混合光譜模型方法，分別對邊緣區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vedge-iso(i,j)和邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vedge-con(i,j)對應(yīng)的數(shù)字值進(jìn)行補(bǔ)償，包括：根據(jù)如下公式2，分別對邊緣區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vedge-iso(i,j)和邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vedge-con(i,j)對應(yīng)的數(shù)字值DNedge(i,j)進(jìn)行補(bǔ)償：其中：和為無效像元(i,j)在類Class(k)和Class(l)的非無效像元行平均值；p＝[p(k)p(l)p(0)]T，表示線性混合光譜因子。在所述無效像元的補(bǔ)償方法中，所述方法還包括：確定N×N領(lǐng)域內(nèi)與無效像元(i,j)到邊緣距離相等的q∈[1,Q]個非無效像元；根據(jù)確定的q∈[1,Q]個非無效像元和所述公式2，建立如下矩陣方程1：將根據(jù)最小范數(shù)解解算得到的矩陣方程1的最優(yōu)解作為所述線性混合光譜因子。在所述無效像元的補(bǔ)償方法中，在根據(jù)公式2對邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vedge-con(i,j)對應(yīng)的數(shù)字值DNedge(i,j)進(jìn)行補(bǔ)償時，所述方法還包括：根據(jù)所述公式2對邊緣區(qū)域內(nèi)的所有連通無效像元，按照從外向內(nèi)層層補(bǔ)償?shù)姆绞剑饘舆M(jìn)行補(bǔ)償。本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：(1)本專利技術(shù)利用可見光近紅外面陣CMOS相機(jī)無效像元的空間位置特點，結(jié)合遙感圖像的分類性質(zhì)，對無效像元依次進(jìn)行粗分類、細(xì)分類，針對不同類別的無效像元可以采用不同補(bǔ)償方法進(jìn)行補(bǔ)充，實現(xiàn)了對可見光近紅外面本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種無效像元的補(bǔ)償方法，其特征在于，包括：根據(jù)無效像元間的位置關(guān)系，對無效像元進(jìn)行粗分類，確定孤立無效像元V

【技術(shù)特征摘要】
1.一種無效像元的補(bǔ)償方法，其特征在于，包括：根據(jù)無效像元間的位置關(guān)系，對無效像元進(jìn)行粗分類，確定孤立無效像元Viso(i,j)和連通無效像元根據(jù)圖像分類法，對遙感圖像進(jìn)行粗分類，得到粗分類結(jié)果，記為Class(k)，其中k∈[1,K]，表示分類數(shù)；根據(jù)無效像元在遙感圖像中的位置，結(jié)合無效像元的粗分類和遙感圖像的粗分類，對所述無效像元進(jìn)行二次分類，確定單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vmono-iso(i,j)、單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-con(i,j)、邊緣區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vedge-iso(i,j)和邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vedge-con(i,j)；依次對所述單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vmono-iso(i,j)、單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-con(i,j)、邊緣區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vedge-iso(i,j)和邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vedge-con(i,j)對應(yīng)的數(shù)字值進(jìn)行補(bǔ)償。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)無效像元在遙感圖像中的位置，結(jié)合無效像元的粗分類和遙感圖像的粗分類，對所述無效像元進(jìn)行二次分類，確定單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vmono-iso(i,j)、單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-con(i,j)、邊緣區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vedge-iso(i,j)和邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vedge-con(i,j)，包括：若孤立無效像元Viso(i,j)滿足且在N×N的領(lǐng)域內(nèi)滿足則確定孤立無效像元Viso(i,j)為單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vmono-iso(i,j)；其中，GSD為可見光近紅外面陣CMOS相機(jī)的地面采樣分辨率；若連通無效像元集內(nèi)的任一連通無效像元都滿足且在N×N的領(lǐng)域內(nèi)滿足則確定連通無效像元Vcon(i,j)為單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-con(i,j)；若孤立無效像元在N×N的領(lǐng)域內(nèi)滿足且至少滿足則確定孤立無效像元Viso(i,j)為邊緣區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vedge-iso(i,j)，其中(k,l)∈([1,K]∩(k≠l))；若連通無效像元集內(nèi)的任一連通無效像元在N×N的領(lǐng)域內(nèi)都滿足且至少滿足則確定連通無效像元Vcon(i,j)為邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vedge-con(i,j)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次對所述單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vmono-iso(i,j)、單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-con(i,j)、邊緣區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vedge-iso(i,j)和邊緣區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vedge-con(i,j)對應(yīng)的數(shù)字值進(jìn)行補(bǔ)償，包括：利用單調(diào)區(qū)域中像元與周圍像元之間的高度相關(guān)性，采用漸變權(quán)重方法，分別對單調(diào)區(qū)域內(nèi)的孤立無效像元Vmono-iso(i,j)和單調(diào)區(qū)域內(nèi)的連通無效像元Vmono-...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王愛春，傅俏燕，閔祥軍，陸書寧，潘志強(qiáng)，韓啟金，張學(xué)文，劉李，李曉進(jìn)，李照洲，趙航，
申請(專利權(quán))人：中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11