一种光谱和空间信息结合的高光谱数据非均一校正方法

摘要

一种光谱和空间信息结合的高光谱数据非均一校正方法，它有六大步骤：一、高光谱数据的读入；二、由边缘检测算子计算每一个单波段图像中非均一特征的边缘；三、由步骤二提取的非均一特征边缘实现图像分割，判定响应非均一探元的位置；四、由步骤三响应非均一探元位置确定参考探元位置，并计算相应的光谱维比率；五、由步骤四探元光谱维比率计算响应非均一探元的校正系数；六、由校正系数实现响应非均一像元值的更新，实现非均一性校正。本发明能稳定的分离图像中的非均一特征，并结合光谱和空间信息获得更可靠的校正结果，它在高光谱图像预处理领域里具有较好的实用价值和广阔的应用前景。

主权项

一种光谱和空间信息结合的高光谱数据非均一校正方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一：高光谱数据的读入；步骤二：由边缘检测算子计算每一个单波段图像中非均一特征的边缘；步骤三：由步骤二提取的非均一特征边缘实现图像分割，判定响应非均一探元的位置；步骤四：由步骤三响应非均一探元位置确定参考探元位置，并计算相应的光谱维比率；步骤五：由步骤四探元光谱维比率计算响应非均一探元的校正系数；步骤六：由校正系数实现响应非均一像元值的更新，实现非均一性校正；其中，步骤三中所述的实现图像分割，判定响应非均一探元的位置，判定准则如下：式中，Loc为1表示此探元响应非均一，为0表示响应均一；R是非均一特征边缘上标记为边缘点的数目，P是最大连续边缘点的数目；M是图像的行数；Res是数据的空间分辨率；其中，步骤四中所述参考探元是指与非均一探元最近邻的均一探元，光谱维比率由不同波段的辐亮度计算得到：$r(x_0,y_j,k_0,n)=\frac{L(x_0,y_j,k_0+n)}{L(x_0,y_j,k_0)}$$\bar{r}({\bar{x}}_0,y_j,k_0,n)=\frac{L({\bar{x}}_0,y_j,k_0+n)}{L({\bar{x}}_0,y_j,k_0)}$式中，r(x₀,y_j,k₀,n)表示探元(x₀,k₀)的光谱维比率,表示参考探元的光谱维比率；L(x₀,y_j,k₀+n)、L(x₀,y_j,k₀)分别表示探元(x₀,k₀)在第k₀+n波段、第k₀波段的辐亮度值，分别表示探元在第k₀+n波段、第k₀波段的辐亮度值，其中y_j是空间维的行序号，j=1,2,……,M，并且M是图像的行数；其中，步骤五中求取响应非均一探元的校正系数计算公式如下：$a(x_0,k_0)=\frac{\mathrm{Std}(x_0,k_0)}{\mathrm{Std}({\bar{x}}_0,k_0)}$$b(x_0,k_0)=\mathrm{Mean}(x_0,k_0)-\frac{\mathrm{Std}(x_0,k_0)}{\mathrm{Std}({\bar{x}}_0,k_0)}\mathrm{Mean}({\bar{x}}_0,k_0)$式中，a(x₀,k₀)、b(x₀,k₀)是非均一探元(x₀,k₀)的校正系数，分别表征增益和偏置；Std(x₀,k₀)、分别表示非均一探元光谱维比率、参考探元光谱维比率的标准差；Mean(x₀,k₀)、分别表示非均一探元光谱维比率、参考探元光谱维比率的均值。