[发明专利]一种用于旋转扫描多元并扫红外相机的遥感图像辐射校正方法

说明书

技术领域

本发明属于航天领域地面系统处理算法技术，主要涉及双面镜旋 转多元并扫成像方式红外相机的遥感图像辐射校正处理算法。

背景技术

2008年9月8日发射入轨运行的HJ-1B红外相机，采用的是双面 镜旋转多元并扫成像方式，这种成像方式目前在国内是第一次用于卫 星遥感器。根据其成像机理和相机入轨后遇到的特有问题，要求在地 面系统的图像辐射校正中需要考虑多个方面的特殊性，如探元间的品 字型校正、扫描镜AB面响应差异的校正、双面镜扫描长轴方向错位校 正、扫描条带内非均匀性校正、扫描条带间的非均匀性校正、2波段 竖条纹去除等诸多因素，以便形成可供地面处理系统业务运行的一套 行之有效的红外图像辐射校正算法与技术流程。由于双面镜旋转多元 并扫成像方式的第一次使用，目前，国内尚无可供直接参考的辐射校 正处理流程与算法，需要自主研发解决。

发明内容

本发明目的在于，针对现有技术不足，立足于解决上述实际卫星 工程问题，提供一套适用于双面镜旋转多元并扫红外图像，可业务化 运行行之有效的辐射校正算法与处理技术流程。

本发明的方法包括如下主要步骤：

1.红外图像坏线的自动检测与修复

HJ-1B红外相机采用多元并扫，红外焦平面器件入轨长期运行后， 受真空环境、空间高能粒子轰击等因素影响，其响应随时间的漂移不 容忽视，某些探元的响应特性会衰减较厉害，出现哑像元或死像元， 在图像上表现为响应异常的坏线，需要在地面的图像处理中进行坏线 的自动检测与修复。坏线的自动检测采用能级统计法，其修复采用线 性插值法。

2.扫描条带内非均匀性校正与扫描条带间非均匀性校正

针对HJ-1B红外相机遥感图像非均匀性产生的两方面主要机理来 进行：一是多元并扫引起的扫描条带内部非均匀性，二是双面镜扫描 引起的条带间的非均匀性。图像的非均匀性校正采用多点分段线性插 值拟合算法。

3.扫描条带间错位的自动统计与校正

HJ-1B红外相机的双面镜扫描方式，在卫星入轨后，会使图像上 扫描条带之间出现错位，条带间的错位大小不固定，且与成像区域的 纬度相关，需要进行自动统计与校正。

4.探元间的品字型校正

HJ-1B红外相机近、短、中红外20元并扫、热红外10元并扫， 为提高填充比，各波段的探测器线列呈品字型结构排布，致使输出图 像的轮廓边缘产生锯齿，需要进行校正以消除锯齿效应。

5.波段2竖直斜条纹去除

HJ-1B红外相机发射入轨后，由于在星上环境中受到某种电磁环 境的干扰，B2波段图像在竖直方向出现较明显的竖直斜条纹，且条纹 斜率不固定、规律性不强，严重影响该波段图像的目视质量与清晰度。 本发明采用一阶导数梯度值法进行B2波段竖条纹的判断与校正。

针对HJ-1B红外相机的工作特性，本发明采用能级统计法进行图 像坏线的自动检测，通过线性插值法进行坏线的修复；采用多点分段 线性插值拟合算法进行扫描条带内非均匀性校正以及扫描条带间的非 均匀性校正；根据四个波段各探元的品字型排布特点，进行品字型校 正，消除图像边缘锯齿效应；通过一阶导数梯度值法进行B2波段竖条 纹的判断与校正。

附图说明

图1为HJ-1B红外相机遥感图像辐射校正方法流程示意图；

图2为能级统计法判定坏线算法流程图；

图3为多点分段线性拟合原理图；

图4为多点分段线性拟合非均匀性校正系数计算流程图；

图5为HJ-1B红外相机探测器品字型结构示意图；

图6为B2波段竖条纹去除流程示意图。

具体实施方式

参见图1、图2、图3、图4、图5、图6。

以下结合附图及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描 述。

本发明采用图1所示的HJ-1B红外相机遥感图像辐射校正方法流 程图，具体实现步骤如下：

1.基于“DN值映射-能级统计”算法的死像元与哑像元自动检测 与修复

死像元在HJ-1B红外图像上表现为等间隔的扫描带坏像元，像素灰 度值几乎为零，哑像元在图像上表现为等间隔的扫描带奇异像元，像素 灰度值异常，或偏高或偏低。