[发明专利]一种基于区域网平差的卫星遥感影像色彩均衡方法

说明书

本发明涉及一种基于区域网平差的卫星遥感影像色彩均衡方法，包括：S1、根据影像空间位置提取影像重叠区，对影像重叠区划分均匀格网，利用HOG特征提取算法提取格网特征，利用格网特征进行同名格网的优化筛选；S2、以多项式为平差模型，针对系数阵秩亏问题引入基准影像，针对像素值分布不均问题引入虚拟控制，针对呈现弱连接的困难区域采用重叠区的整体灰度均值加以约束，对测区内各影像的色彩变换参数进行引入权值的整体求解；S3、利用S2得到的色彩变换参数对每景影像做色彩校正，得到色彩均衡的影像序列。与现有技术相比，本发明方法能够有效地处理相邻影像间的亮度和色彩差异，使整个测区内的颜色过渡自然，取得了较好的效果。

技术领域

本发明涉及卫星遥感影像处理技术，尤其是涉及一种基于区域网平差的卫星遥感影像色彩均衡方法。

背景技术

遥感影像是获取全球地理信息的重要数据来源。然而，由于光学遥感影像的成像时间，成像时的光照情况，以及各景影像的地物地形不同等各种因素的影响，会造成影像间的色彩不一致现象。这种现象是影响后续数字产品生产质量的直接因素，即使影像采取了高精度的几何定位和几何拼接方法，但由于影像间的色彩不一致，仍会出现明显的影像分界线，如若不加以处理，在视觉上很难做到测区“一张图”的效果。

目前对于卫星遥感影像的匀色处理研究较少，不同于近景影像和航空影像，卫星影像的重叠度远小于前者，如若将重叠区域的整体灰度均值作为平差变量，那么在求解时其所求参数远多于方程数，而导致无法求解结果；如若采用诸如sift等匹配方法提取同名点用于平差计算，在一景遥感影像中其像素数量可达千万甚至数亿数量级，在重叠区也会有数百万的像素数量，即使在其中只提取20％的点用于平差计算，那么整个测区也会有数百万个同名点，在后期平差计算时会造成系数阵过大，导致计算开销过大甚至出现无法解算的情况，且重叠区百分之二十的同名点可能在部分影像中无法体现两景影像整体的灰度差异，导致最后影像色彩均衡处理的失败。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的卫星遥感影像间的色彩不一致的缺陷而提供一种基于区域网平差的卫星遥感影像色彩均衡方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于区域网平差的卫星遥感影像色彩均衡方法，包括：

S1、根据影像空间位置提取影像重叠区，对影像重叠区划分均匀格网，利用HOG特征提取算法提取格网特征，利用格网特征进行同名格网的优化筛选；

S2、以多项式为平差模型，针对系数阵秩亏问题引入基准影像，针对像素值分布不均问题引入虚拟控制，针对呈现弱连接的困难区域采用重叠区的整体灰度均值加以约束，对测区内各影像的色彩变换参数进行引入权值的整体求解；

S3、利用S2得到的色彩变换参数对每景影像做色彩校正，得到色彩均衡的影像序列。

优选的，所述S1中利用格网特征进行同名格网的优化筛选的过程包括：

采用梯度距离GD来对格网内容进行相似性度量；

利用设定的筛选准则进行筛选，所述筛选准则包括：

1)将所有同名格网按梯度距离升序进行排列，取其前部一定比例的格网；

2)计算同名格网的平均梯度值取且的同名格网，i、j表示一对拥有重叠区域的影像各自的序号，k为影像格网序号；

3)选取梯度距离GD0.2的同名格网；

4)按同名格网灰度均值差值的三倍中误差剔除局部异常值。

优选的，所述S1中采用基于OpenMP的多线程加速编译处理方案。

优选的，所述平差模型包括：

对于测区内的每对具有重叠关系的影像列出多个如下的误差方程：