[发明专利]一种基于最邻近统计的CCD图像色差消除方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及遥感卫星CCD图像色差消除的方法，适用于有2片以上CCD拼接而成的CCD相机图像各片间色差消除。

背景技术

中巴资源一号系列卫星(CBERS-01、02、02b)CCD相机均由三片CCD线阵拼接而成，卫星在轨飞行时，利用实验室定标系数校正CCD图像，校正效果不理想，集中表现在CCD图像三片线阵存在的响应差异，初步研究认为是CCD相机低电平不稳造成的。

中巴资源卫星三片CCD对地物的响应不一致，造成三片CCD的图像除了中片图像没有色差，其他2片以及它们与中间片的搭接区均有不同程度的色差，不仅影响了整幅图像的视觉效果，掩盖了图像的真实光谱信息，也给采用类似拼接技术的后续星CCD图像质量带来了隐患。以下是中巴资源一号系列卫星消除CCD色差采用的现有方法：

CBERS-01星CCD相机采用本直方图匹配法两种方法进行地面处理，具体方法是选择不同时相CCD图像进行直方图统计生成对照查找表，减轻相机响应的不稳定带来的影响，一定程度上减轻了CCD图像色差。

CBERS-02星CCD图像片间响应不一致的校正效果不是很理想。在此基础上，采用统计方法，以中间CCD线阵为基准，通过寻找相临近似的地物，探测线阵响应之间的差别，进而对其他线阵的偏移量进行补偿，去除3片线阵的响应差异。

上述两种方法，消除色差不干净，导致部分CCD图像依然存在色差，这部分图像，一般采用人工手动消除色差。

CBERS-02B星采用的色差去除方法是CBERS-02星色差去除方法的改良，就是在统计相似地物直方图基础上，增加舍弃直方图高值和低值这一步骤，去除不正常灰度值的影响。

CBERS-02星采用的相似地物直方图统计方法以及CBERS-02B星采用的改良相似地物直方图统计方法，都有一个明显的缺点，需要寻找相似地物并统计其直方图，寻找相似地物会大幅度增加算法的复杂性与不可控性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于最邻近统计的CCD图像色差消除方法，解决了现有技术算法复杂、消除色差效果差等问题。

本发明的技术方案如下：一种基于最邻近统计的CCD图像色差消除方法，方法的对象为2片以上CCD成像拼接而成的CCD相机图像，方法步骤如下：

(1)根据CCD相机图像各片CCD图像灰度值动态范围，选取动态范围最大的一片CCD作为没有色差的基准图像；

(2)将与基准图像相邻的CCD成像作为待处理图像，选取基准图像上邻近待处理图像边缘的一列像元，计算图像某个波段下该列像元灰度值的平均值；同时计算待处理图像上邻近基准图像边缘的一列像元在相同波段下灰度值的平均值；计算上述两个平均值的差值；

(3)将步骤(2)得到的差值加到待处理图像的所有像元上，完成步骤(2)中确定波段下待处理图像的色差消除；

(4)对CCD图像的其他波段重复步骤(2)—(3)，即完成待处理图像的色差消除；

(5)将完成色差消除的待处理图像作为新的基准图像，从步骤(2)重复执行，直至所有片CCD成像处理完成。

本发明与现有技术相比的有益效果为：

(1)本发明采用图像灰度值动态范围作为选择基准图像的依据，实现了基准图像选择从人眼目视定性判读向计算机自动定量判读转变，提高了人工智能成分，更有利于色差消除自动化的实现。

(2)本发明算法简洁，避免寻找相似地物这种复杂计算过程，只需分别统计中间片CCD与左(右)片CCD接边处一列像元灰度值的均值，两列像元灰度值均值差就是左(右)片CCD的色差；

(3)本发明方法采用基于最邻近的统计方法，符合自然规律，算法直观，很好理解；

(4)本发明方法去除CCD色差效果好，经过多次试验证明该方法消除色差彻底，目前已集成到系统中实现业务运行。

(5)本发明方法算法简洁适合在机器上实现自动化，能完全替代人工方法消除色差。

附图说明

图1CCD色差消除流程图图；

图2CCD图像示意图；

图3原始单波段图像以及局部放大图像；

图4消除色差后单波段图像以及局部放大图像；

图5原始多波段组合图像以及局部放大图像；

图6消除色差后多波段组合图像以及局部放大图像。

具体实施方式