[发明专利]一种高光谱斜模成像复原与定标系统及方法

权利要求书

1.一种高光谱斜模成像复原与定标方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：综合混叠、空间有效分辨、幅宽以及斜模成像中正方形采样的理论，确定斜模高光谱的最佳成像角度；

步骤(2)：根据步骤(1)得到的最佳成像角度，应用基于P值的高光谱自适应波段选择pSMBS方法对斜模高光谱图像进行降维，从斜模高光谱图像中选取10～20个波段，得到降维后的斜模高光谱图像；

步骤(3)：根据步骤(2)得到的降维后的斜模高光谱图像，结合倒易晶胞与系统调制传递函数(MTF)的方法对降维后的斜模高光谱图像复原，得到复原后斜模高光谱图像；

步骤(4)：根据步骤(3)得到的复原后斜模高光谱图像，通过构建复原后的斜模高光谱图像和原始图像之间的关系得到各波段的定标方程，对复原后的斜模高光谱图像相对辐射定标，最终得到复原定标后的斜模图像；

所述步骤(1)中最佳成像角度的选取步骤如下：

步骤(11)：模拟计算不同成像角度下的混叠、空间有效分辨、幅宽等因素的变化曲线；

步骤(12)：计算斜模成像为正方形采样时的成像角度；

步骤(13)：通过实验数据验证步骤(11)中的变化曲线，并最终确定混叠小于预定阈值、空间有效分辨率、幅宽适宜的成像角度区间；

步骤(14)：结合步骤(12)和步骤(13)的结果，确定多个候选最佳成像角度；

步骤(15)：根据步骤(14)确定的多个候选最佳成像角度，通过复原后的评价指标对比和分析，最终确定斜模的最佳成像角度；

所述步骤(3)中的基于倒易晶胞和MTF的斜模高光谱图像复原包括：

步骤(31)：通过pSMBS方法从斜模高光谱数据中选取10～20个满足预定条件的波段；

步骤(32)：从步骤(31)中选取的波段中截取刃边信息，并计算各波段的MTF函数；

步骤(33)：应用倒易晶胞去混叠算子复原选取的各波段图像；

步骤(34)：应用步骤(32)中计算的MTF函数去复原对应波段已去混叠的图像，最终得到去混叠去模糊的斜模高光谱图像；

所述步骤(4)中的复原后斜模图像的定标包括：

步骤(41)：通过在复原后斜模图像和常规采样原始图像之间选取36对同名点，每个同名点截取20×20像素的区域，并计算其像元均值；

步骤(42)：通过步骤(41)计算的像元均值构建复原后斜模图像和常规采样原始图像之间的关系，通过最小二乘法计算各波段的定标方程；

步骤(43)：通过计算的定标方程对复原后的斜模图像定标，得到复原定标后的斜模图像。

2.一种高光谱斜模成像复原与定标系统，其特征在于，包括：

最佳成像角度确定模块：综合混叠、空间有效分辨、幅宽以及斜模成像中正方形采样的理论，确定斜模高光谱的最佳成像角度；

波段选择模块：根据最佳成像角度确定模块得到的最佳成像角度，应用基于P值的高光谱自适应波段选择pSMBS方法对斜模高光谱图像进行降维，从斜模高光谱图像中选取10～20个波段，得到降维后的斜模高光谱图像；

复原模块：根据波段选择模块得到的降维后的斜模高光谱图像，结合倒易晶胞与调制传递函数(MTF)的方法对降维后的斜模高光谱图像复原，得到复原后斜模高光谱图像；

定标模块：根据复原模块得到的复原后斜模高光谱图像，通过构建复原后的斜模高光谱图像和原始图像之间的关系得到各波段的定标方程，对复原后的斜模高光谱图像相对辐射定标，最终得到复原定标后的斜模图像；

所述模块包括如下：

步骤(11)：模拟计算不同成像角度下的混叠、空间有效分辨、幅宽等因素的变化曲线；

步骤(12)：计算斜模成像为正方形采样时的成像角度；

步骤(13)：通过实验数据验证步骤(11)中的变化曲线，并最终确定混叠小于预定阈值、空间有效分辨率、幅宽适宜的成像角度区间；

步骤(14)：结合步骤(12)和步骤(13)的结果，确定多个候选最佳成像角度；

步骤(15)：根据步骤(14)确定的多个候选最佳成像角度，通过复原后的评价指标对比和分析，最终确定斜模的最佳成像角度；

所述步骤(3)中的基于倒易晶胞和MTF的斜模高光谱图像复原包括：

步骤(31)：通过pSMBS方法从斜模高光谱数据中选取10～20个满足预定条件的波段；

步骤(32)：从步骤(31)中选取的波段中截取刃边信息，并计算各波段的MTF函数；

步骤(33)：应用倒易晶胞去混叠算子复原选取的各波段图像；

步骤(34)：应用步骤(32)中计算的MTF函数去复原对应波段已去混叠的图像，最终得到去混叠去模糊的斜模高光谱图像；

所述步骤(4)中的复原后斜模图像的定标包括：

步骤(41)：通过在复原后斜模图像和常规采样原始图像之间选取36对同名点，每个同名点截取20×20像素的区域，并计算其像元均值；

步骤(42)：通过步骤(41)计算的像元均值构建复原后斜模图像和常规采样原始图像之间的关系，通过最小二乘法计算各波段的定标方程；

步骤(43)：通过计算的定标方程对复原后的斜模图像定标，得到复原定标后的斜模图像。