一种DMC彩色合成影像的辐射再处理方法

摘要

本发明属于图像处理与分析领域，针对DMC彩色合成影像由于不同相机的CCD在成像时响应的差异性以及后处理等各种因素的影响存在的残余辐射差异问题，公开了一种DMC彩色合成影像的辐射再处理方法。该方法采用金子塔策略以及差分影像的边缘检测原理来自动定位拼接线以及色彩过渡区域的位置，并采用了分块方法以及投票机制来提高方法的稳健性，确保能可靠的检测出拼接线以及色彩过渡区域的准确位置。在此基础上，该方法采用了“先破后立”的思想，首先打断原影像灰度值在色彩过渡区域的连续性，产生新的接缝，然后再通过消除这种接缝来重构图像，以达到消除DMC彩色合成影像存在的残余辐射差异问题。

主权项

1.一种DMC彩色合成影像的辐射再处理方法，其特征在于，对DMC彩色合成影像中的每一个色彩过渡区域按如下步骤分别进行处理：一、色彩过渡区域和拼接线的自动定位a、建立影像金字塔：在DMC彩色合成影像中，对每两个相邻的CCD影像之间的矩形区域，采用像元平均的方法建立3-5层金字塔影像层；每两个相邻的CCD影像之间的矩形区域，当两个相邻的CCD影像为左右相邻时，矩形区域的高度为CCD影像的高度，宽度取相邻CCD影像中间线两侧各30-300像素，当两个CCD影像为上下相邻时，矩形区域宽度为CCD影像的宽度，高度为相邻CCD影像中间线两侧各30-300像素；b、影像分块：将每两个相邻的CCD影像之间由上一步确定的矩形区域沿拼接线方向，将其分成大小相同、互不重叠的1-50个矩形影像块；c、利用金字塔影像层确定过渡区域和拼接线的具体位置：a)、对每个金字塔影像层，在每个影像块中，取平行于拼接线的各影像行或者影像列的像素的亮度平均值形成一条一维曲线；b)、对每条一维曲线进行二阶差分计算；c)、根据最上层的金字塔影像层计算色彩过渡区域和拼接线位置：对于最上层的金字塔影像层，将相邻CCD影像的中间线作为本次计算的拼接线的初始位置，中间线两侧各1-10个像素宽度范围为色彩过渡区域的初始范围；在每个影像块中，分别计算当前金字塔影像层中色彩过渡区域两侧区域的像素值的平均值；若左侧平均值大于右侧平均值，在该影像块当前金字塔影像层对应的一维曲线的二阶差分的计算结果中，在拼接线的初始位置左侧搜索最小值，右侧搜索最大值，若左侧平均值小于右侧平均值，则在该影像块当前金字塔影像层对应的一维曲线的二阶差分的计算结果中，在拼接线的初始位置左侧搜索最大值，右侧搜索最小值；d)、利用金字塔影像层，将上一层计算得到的色彩过渡区域和拼接线位置作为本次计算的色彩过渡区域和拼接线的初始位置；在每个影像块中，分别计算当前金字塔影像层中色彩过渡区域两侧区域的像素值的平均值；设色彩过渡区域的初始范围在一维曲线中对应的区间为[x_A，x_B]，x_A、x_B为对应的与拼接线平行的影像列或影像行的编号，若左侧平均值大于右侧平均值，则在该影像块当前金字塔影像层对应的一维曲线的二阶差分的计算结果中，在x_A左右各1-10个像素范围内搜索最小值，同时保证搜索范围在初始拼接线的左侧，在x_B左右各1-10个像素范围内搜索最大值，同时保证搜索范围在初始拼接线的右侧，若左侧平均值小于右侧平均值，则在该影像块当前金字塔影像层对应的一维曲线的二阶差分的计算结果中，在x_A左右各1-10个像素范围内搜索最大值，同时保证搜索范围在初始拼接线的左侧，在x_B左右各1-10个像素范围内搜索最小值，同时保证搜索范围在初始拼接线的右侧；e)根据各影像块计算得到的色彩过渡区域和拼接线的位置决定相邻CCD影像间色彩过渡区域和拼接线的位置：对每个影像块色彩过渡区域位置进行投票，取出现频数最高的色彩过渡区域和拼接线的位置作为最后的相邻CCD影像间的色彩过渡区域[X_A，X_B]和拼接线的位置(X_A+X_B)/2，X_A，X_B为对应的出现频数最高的与拼接线平行的影像列或影像行的编号；二、“打断”处理“打断”处理按下面步骤在红、绿、蓝三个波段上分别进行：a、计算相邻CCD影像之间的灰度差异值：将色彩过渡区域沿拼接线方向上分成大小相等、互不重叠的矩形区域，这样拼接线也同时被分成了大小相等、互不重叠的小段，使每小段拼接线长度为10-100像素，然后分别计算每个小段拼接线所在的色彩过渡区域两侧3-100像素范围内灰度值的均值C_iL、C_iR，其中i为该小段拼接线的编号，则第i段拼接线两侧CCD影像之间存在的灰度差异值为：ΔC_i＝C_iR-C_iLb、平滑各段拼接线两侧CCD影像之间存在的灰度差异值：采用一维均值滤波器对求得的灰度差异值进行平滑，滤波器窗口大小取3至51；c、在拼接线两侧分别改正相邻CCD影像之间的灰度差异值：以垂直于拼接线方向的影像行或影像列为单位，在拼接线两侧各40-3000像素范围内对每个像素的灰度值按下述公式进行改正：其中：I_in表示处理前像素灰度值；I_out表示处理后像素灰度值；d为处理像素到拼接线的距离；w为拼接线一侧的改正宽度；ΔC′为该像素所在的垂直于拼接线方向的影像行或影像列需要改正的灰度差异值，该值通过与该影像行或影像列最邻近的两个小段拼接线两侧CCD影像之间的灰度差异值ΔC_i及ΔC_i+1线性内插得到；三、“接缝”消除处理“接缝”消除处理按下面步骤在红、绿、蓝三个波段上分别进行：a、将色彩过渡区域沿拼接线方向上分成大小相等、互不重叠的矩形区域，这样拼接线也同时被分成了大小相等、互不重叠的小段，使每小段拼接线长度为1-20像素，然后分别计算每一小段拼接线两侧1-10像素范围内灰度值的均值F_jL、F_jR，其中j为该小段拼接线的编号，则第j段拼接线两侧的灰度差异值为：            ΔF_j＝F_jR-F_jL。b、在每小段拼接线所在的色彩过渡区域内，分别计算平行于拼接线的各影像行或影像列的像素灰度值的平均值M_jn，其中n为平行于拼接线的影像行或影像列的编号；c、由下述公式计算各小段拼接线所在的色彩过渡区域的灰度改正值： $\Delta g_j=M_{j{X}_A}+\frac{\Delta F_j(n-X_A)}{(X_B-X_A)}-M_{\mathrm{jn}}$色彩过渡区域内的每个像素的灰度改正值由与该像素最邻近的两个小段拼接线所在的色彩过渡区域的灰度改正值Δg_j和Δg_j+1线性内插得到；将色彩过渡区域内的每一个像素的灰度值加上该像素的灰度改正值就得到“接缝”消除处理的结果影像。