一种推扫式热红外高光谱遥感图像非均匀性校正方法技术

本发明专利技术公开一种推扫式热红外高光谱遥感图像非均匀性校正方法，该方法步骤如下：(1)逐波段对原始热红外高光谱遥感图像进行标准矩匹配校正，得到标准矩匹配校正图像；(2)以标准矩匹配校正图像为基础，选择相邻两列像元中相同地物像元；(3)对于相邻两列原始数据，以前一列为基准，用两列中相同地物像元，通过线性回归得到后一列的校正系数，并对后一列进行校正，顺次遍历一个波段的所有列，完成一个波段图像的非均匀性校正。按照此方法，遍历一幅热红外高光谱遥感图像的所有波段，完成一幅热红外高光谱遥感图像的非均匀性校正。本发明专利技术的方法具有准确性好，速度快，易操作，无需实时参考黑体数据等特点。

A method of nonuniformity correction for thermal infrared hyperspectral remote sensing images by push broom

The invention discloses a thermal infrared pushbroom hyperspectral remote sensing image nonuniformity correction method, the method comprises the following steps: (1) the standard of the original spectral moments of thermal infrared hyperspectral remote sensing image matching and calibration, get the standard moment matching correction image; (2) the corrected image is based on the standard moment match. Select the two adjacent pixels in the same column of pixels; (3) to two adjacent columns before the original data, a column as a benchmark, with the same object in the two column pixel by a correction coefficient of column linear regression, and correction of a column, in order to traverse a band of all columns, a complete a band image nonuniformity correction. According to this method, a band of thermal infrared hyperspectral remote sensing images is corrected by traversing all the bands of a thermal infrared hyperspectral remote sensing image. The method of the invention has the advantages of good accuracy, high speed, easy operation, and no real-time reference to the blackbody data.

【技术实现步骤摘要】
一种推扫式热红外高光谱遥感图像非均匀性校正方法
本专利技术涉及对地观测
，特别是涉及一种基于热红外高光谱遥感图像相邻两列DN(DigitalNumber)值的相关性，对热红外高光谱遥感图像进行非均匀性校正的方法。
技术介绍
线阵推扫式热红外光谱成像仪是当前最流行的热红外高光谱传感器之一。其结构特点是，热红外焦平面的每一行对应一个波段，每一行有一定数量(一般是数百)的探测单元，随着成像光谱仪的运动，以行为单位获取热红外高光谱遥感图像。对于一个波段来说，探测单元之间存在响应不一致，进而产生严重的条带噪声，即图像列之间的不均匀，影响热红外高光谱图像的后续处理和应用。不同探测单元的响应函数会随着入射强度得变化而不同，因而导致条带噪声。目前，国内外可见近红外、短波红外的高光谱图像非均匀性校正方法的研究比较多。主要有直方图匹配、矩匹配、改进的矩匹配法(基于均值补偿的矩匹配法、基于相关系数的矩匹配法、基于平均值滤波的矩匹配法、基于多项式拟合的矩匹配法、基于移动窗口滤波的矩匹配法等)、邻域插值法及其改进方法、傅里叶变换、小波变换及其衍生方法等。专门针对推扫式热红外高光谱图像非均匀性研究却很少。适用于可见近红外、短波红外的高光谱图像非均匀性校正的方法并不适用于热红外高光谱影像，因此亟需针对推扫式热红外成像光谱仪的成像点，开发适用于推扫式热红外成像光谱仪所获取的热红外高光谱遥感图像的非均匀性校正方法，解决推扫式热红外高光谱遥感图像的非均匀性校正问题。
技术实现思路
针对现有的技术空白和缺点，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种准确性好，速度快，易操作，无需实时参考黑体数据的推扫式热红外高光谱遥感图像非均匀性校正方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的一种推扫式热红外高光谱遥感图像非均匀性校正方法，其特点是，非均匀性校正方法的步骤如下：(1)逐波段对原始热红外高光谱遥感图像进行标准矩匹配校正，得到标准矩匹配校正图像。计算方法为其中，D′i,j为矩匹配校正后像元值；Di,j为原始像元值；i，j为列、行号；M，N别为列数和行数；μi，μr分别为第i列和参考列的均值；σi，σr分别为第i列和参考列的标准方差；(2)以标准矩匹配校正图像为基础，选择相邻两列像元中相同地物像元，对于某一波段来说，选择方法为Φi＝{j|abs(D′i,j-D′i-1,j)≤T,2≤i≤M,1≤j≤N,i,j∈Z}其中，Φi为所选择相邻两列像元中相同地物像元集；D′i,j，D′i-1,j为标准矩匹配校正像元值；T为阈值；abs(·)为取绝对值；(3)对于相邻两列原始数据，以前一列为基准，用两列中相同地物像元，通过线性回归得到后一列的校正系数，计算方法为{Ai,Bi}＝regress(Di,j,Di-1,j),j∈Φi其中，Ai，Bi为校正系数；regress(·,·)为线性回归。根据校正系数对后一列进行校正，顺次遍历一个波段的所有列，完成一个波段图像的非均匀性校正。计算方法为其中，为校正后像元值；Di,j为原始像元值；按照步骤(1)至步骤(3)流程，遍历一幅热红外高光谱遥感图像的所有波段，完成一幅热红外高光谱遥感图像的非均匀性校正。附图说明图1推扫式热红外高光谱图像非均匀性校正流程。图2原始推扫式热红外高光谱图像示例。图3标准矩匹配校正结果示例。图4本专利技术方法校正结果示例。图5矩匹配校正结果各列均值示例。图6本专利技术方法校正结果各列均值示例。图7矩匹配校正结果各列标准方差示例。图8本专利技术方法校正结果各列标准方差示例。具体实施方式以下对本专利技术的实施例做了进一步详细描述，但本实施例并不限于本专利技术，凡是采用本专利技术的相似方法及其相似变化，均应列入本专利技术的保护范围。(1)选择待校正的推扫式热红外高光谱图像，逐波段对原始热红外高光谱遥感图像进行标准矩匹配校正，得到标准矩匹配校正图像。计算方法为其中，D′i,j为矩匹配校正后像元值；Di,j为原始像元值；i，j为列、行号；M，N别为列数和行数；μi，μr分别为第i列和参考列的均值；σi，σr分别为第i列和参考列的标准方差；热红外高光谱图像盖谱段范围为8.0-12.5μm，共181个波段，光谱采样间隔为25nm，FWHM在50nm左右。热红外高成像光谱仪为推扫式成像光谱仪，扫描行共计320(M)个探测单元，视场角为14°。所获取数据空间分辨率为2m，飞行高度为2000m。成像时间为2015年6月6日，成像地点位于122°19'15"，29°55'17"附近。(2)以标准矩匹配校正图像为基础，选择相邻两列像元中相同地物像元，对于某一波段来说，选择方法为Φi＝{j|abs(D′i,j-D′i-1,j)≤T,2≤i≤M,1≤j≤N,i,j∈Z}其中，Φi为所选择相邻两列像元中相同地物像元集；D′i,j，D′i-1,j为标准矩匹配校正像元值；T为阈值；abs(·)为取绝对值；(3)对于相邻两列原始数据，以前一列为基准，用两列中相同地物像元，通过线性回归得到后一列的校正系数，计算方法为{Ai,Bi}＝regress(Di,j,Di-1,j),j∈Φi其中，Ai，Bi为校正系数；regress(·,·)为线性回归。根据校正系数对后一列进行校正，顺次遍历一个波段的所有列，完成一个波段图像的非均匀性校正。计算方法为其中，为校正后像元值；Di,j为原始像元值；按照此流程，遍历所选择的热红外高光谱遥感图像的所有181个波段，完成热红外高光谱遥感图像的非均匀性校正。对比标准矩匹配校正结果的各列均值和标准差(图5和图6)与本专利技术校正结果的均值和标准差(图7和图8)，本专利技术方法的各列均值和标准差都不尽相同，差异更大，更符合实际情况。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种推扫式热红外高光谱遥感图像非均匀性校正方法，其特征在于包括如下步骤：(1)逐波段对原始热红外高光谱遥感图像进行标准矩匹配校正，得到标准矩匹配校正图像；(2)以标准矩匹配校正图像为基础，选择相邻两列像元中相同地物像元，对于某一波段来说，选择方法为：Φ

【技术特征摘要】
1.一种推扫式热红外高光谱遥感图像非均匀性校正方法，其特征在于包括如下步骤：(1)逐波段对原始热红外高光谱遥感图像进行标准矩匹配校正，得到标准矩匹配校正图像；(2)以标准矩匹配校正图像为基础，选择相邻两列像元中相同地物像元，对于某一波段来说，选择方法为：Φi＝{j|abs(D′i,j-D′i-1,j)≤T,2≤i≤M,1≤j≤N,i,j∈Z}其中，Φi为所选择相邻两列像元中相同地物像元集；D′i,j，D′i-1,j为标准矩匹配校正像元值；i，j为列、行号；M，N别为列数和行数；T为阈值；abs(·)为取绝对值；(3)对于相邻两列原始数据，以前一...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢锋，刘成玉，李忠原，王建宇，舒嵘，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31