[发明专利]一种棱镜色散型成像光谱仪条带噪声消除方法

摘要

本发明涉及一种棱镜色散型成像光谱仪条带噪声的消除方法，将探测器对不同景物探测输出的每一帧原始数据做预处理得到多帧图像，将大量图像数据求平均，然后进行相对辐射定标系数的计算；对大量景物的响应数据进行叠加后，近似认为沿狭缝方向的每一行像元的响应数据相同，针对每一行进行分别的相对辐射定标，并将所有像元的相对辐射定标系数拼接后，得到整机的相对辐射定标系数，完成整机即棱镜色散型成像光谱仪的相对辐射定标；经相对辐射定标修正后的图像再进行后期的图像处理，即得到棱镜色散型成像光谱仪条带噪声消除后的图像。本发明消除成像光谱仪的探测器不均匀性及狭缝尘埃引入的条带噪声，对上述两种不同机制产生的条带噪声均有较好的消除效果。

主权项

一种棱镜色散型成像光谱仪条带噪声的消除方法，其特征在于实现步骤如下：步骤1：首先将探测器对不同景物探测输出的每一帧原始数据做预处理，得到多帧图像A_i,j,n，其中i为光谱维方向的像元序数，i＝1、2、3、…、I；j为沿狭缝方向的地物维像元序数，j＝1、2、3、…、J；n为图像帧序数，n＝1、2、3、…、N；步骤2：将预处理后的N帧图像数据求平均，得平均图像p_i,j，其中N>10000，计算方法如下：$p_{i,j}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{i,j,n}/N$步骤3：图像的不均匀性修正，即相对辐射定标系数的计算，计算方法为：对于平均图像p_i,j，求沿狭缝方向每一行像元的平均值，用此平均值除以p_i,j上当前行每个像元的灰度，得到相对辐射定标系数，对p_i,j的每一行都按此方法计算，如下：$a_{i,j}=\frac{\underset{j=1}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{i,j}/J}{P_{i,j}}$由此得到一个相对辐射定标系数矩阵，其元素个数与探测器像元数相同；步骤4：采用步骤3计算的相对辐射定标系数，具体方法为：探测器输出的每一帧原始图像经预处理后记为A_i,j，A_i,j每个元素与a_i,j中对应元素相乘，得到经相对辐射定标修正后的一帧图像A_i,j'，如下式所示：A_i,j'＝A_i,j×a_i,j探测器输出的每一帧图像经预处理后记为A_i,j，i，j分别对应的是二维探测器两个方向的像元序数；步骤5：对大量景物的响应数据进行叠加后，近似认为沿狭缝方向的每一行像元的响应数据相同，针对每一行进行分别的相对辐射定标，并将所有像元的相对辐射定标系数拼接后，得到整机的相对辐射定标系数，完成整机即棱镜色散型成像光谱仪的相对辐射定标；步骤6：经相对辐射定标修正后的图像再进行后期的图像处理，即得到棱镜色散型成像光谱仪条带噪声消除后的图像。