[发明专利]一种高光谱遥感数据真彩色合成的数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高光谱遥感数据真彩色合成的数据处理方法，可用于航空、航天传感器平台获取的高光谱图像真彩色合成。

背景技术

真彩色遥感图像由红、绿、蓝波段组成，所表现出来的色彩是地物光谱特性的客观反映。与灰度图像和假彩色图像比较，真彩色遥感图像所反映的地物生动逼真，且更加符合人们的观察习惯，因此在遥感图像判读及快视图像生成环节成为最常使用的一种彩色合成方式。高光谱遥感在连续的电磁波谱范围内，能够获得许多光谱范围很窄的图像，利用其细腻的光谱信息能够获取地物材质属性，在近年来得到了迅速发展。

目前遥感图像的真彩色合成方法通常是选择高光谱探测器中接近于红、绿、蓝波段范围的通道直接组合成RGB彩色图像。然而，高光谱遥感图像单一通道的波段范围较窄，且在红、绿、蓝任何一个颜色的谱区范围内都有多个高光谱波段，随意选择三个通道进行真彩色合成往往与人眼视觉效果相差甚远。如何通过稳定高效的合成方法获得地物真实色彩，成为高光谱遥感技术与应用发展中一直未能得到很好解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有高光谱遥感图像由于单一通道的波段范围较窄，任选三个谱段直接进行彩色合成效果均难以反映符合人眼视觉效果的地物真实色彩，提出了一种高光谱遥感数据真彩色合成的数据处理方法。

CIE1931XYZ彩色空间是国际照明委员会(CIE)在1931年公布的。人眼有对于短(S)、中(M)和长(L)波长光的感受器(视锥细胞)，因此原则上用三个参数便能描述人眼的颜色感觉。在三色加色法模型中，如果某一种颜色和另一种混合了不同份量的三种原色的颜色，均使人类看上去是相同的话，这三种原色的份量就被称作该颜色的三刺激值。CIE1931XYZ色彩空间的三色刺激值以X、Y和Z来表示，它是基于人类颜色视觉的直接测定，并充当很多其他色彩空间的定义基础。图1所示为CIE1931XYZ颜色匹配函数曲线，横轴为光谱波长，竖轴为能够合成单位量此波长对应颜色的XYZ三刺激值。因此，已知某一物体的光谱辐射量曲线，分别与颜色匹配函数的X、Y、Z曲线做加权积分，即可得到物体在CIE1931XYZ色彩空间下的颜色三刺激值。

本发明方法包含如下二个步骤：

步骤一、对高光谱遥感图像数据进行预处理得到辐亮度光谱数据；

步骤二、将步骤一中得到的高光谱遥感图像辐亮度光谱数据转换为真彩色图像；

对比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明方法利用CIE1931标准色度观察者XYZ颜色匹配函数，对高光谱数据所有可见光波段的光谱信息进行真彩色合成，符合人眼对颜色的感知。合成的影像相对于单直接选择高光谱图像的某三个波段合成的彩色图像更加接近地物真实颜色。

附图说明

图1为高光谱遥感数据真彩色合成的数据处理方法流程图；

图2为CIE1931XYZ颜色匹配函数示意图。

具体实施方式

本发明的目的是针对现有高光谱遥感图像真彩色合成效果与真实地物颜色差异较大的不足，提出了一种高光谱遥感数据真彩色合成的数据处理方法。下面结合图1和图2对本发明进行解释。

本发明方法包含如下二个步骤：

步骤一、对高光谱遥感图像数据进行预处理得到辐亮度光谱数据，具体过程包括如下步骤：

(1)相对辐射校正

按式(1)将各个探测元的输出值调整到同一个基准上，使各个探测元对相同的输入产生相同的输出值：

Y＝(X-μ_i)σ_r/σ_i+μ_r           (1)

式中，X和Y为变换前后的图像灰度值；μ_i为第i列图像灰度值的平均值；σ_i为第i列图像灰度值的标准差；μ_r为整幅图像灰度值的平均值；σ_r为整幅图像灰度值的标准差。

(2)光谱校正