一种无效像元的补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种无效像元的补偿方法，包括：根据无效像元间的位置关系，对无效像元进行粗分类，确定孤立无效像元和连通无效像元；根据图像分类法，对遥感图像进行粗分类，得到粗分类结果，记为Class(k)；根据无效像元在遥感图像中的位置，结合无效像元的粗分类和遥感图像的粗分类，对所述无效像元进行二次分类，确定单调区域内的孤立无效像元、单调区域内的连通无效像元、边缘区域内的孤立无效像元和边缘区域内的连通无效像元；依次对四类无效像元进行补偿。通过本发明专利技术实现了对可见光近红外面阵COMS相机无效像元的补偿校正，补偿校正精度高，确保了图像的成像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种无效像元的补偿方法
本专利技术属于图像处理
，尤其涉及一种无效像元的补偿方法。
技术介绍
可见光近红外面阵CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)相机拥有上万个像元，可以直接获取像素阵列式的目标反射太阳光能量的数字图像，但是由于工艺的限制以及由于卫星发射过程和发射后空间环境变化、元器件老化等因素，面阵COMS相机存在一个不可回避的问题，即无效像元的存在，无效像元在图像中表现为无法反映目标真实特性的暗点和亮点，如果不加以补偿校正将严重影响图像的质量。目前对于红外焦平面CMOS相机的无效像元补偿校正已形成了多种有效的方法，而对于可见光近红外CMOS相机常采用无效像元周边领域的滤波法或相邻领域替代法。然而，采用的可见光近红外CMOS相机无效像元的补偿校正方法均是从空间处理角度考虑对无效像元进行补偿，未考虑不同相机的辐射响应特性差异，也没有考虑孤立的无效像元和连通的无效像元的差别，因此，在通过现有的补偿校正方案对无效像元进行补偿校正时，补偿校正精度有限，对图像质量的提高有限，严重影响地物分类等其他后续定量化产品的精度。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种无效像元的补偿方法，旨在实现对可见光近红外面阵COMS相机无效像元的补偿校正，提高补偿校正精度。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种无效像元的补偿方法，包括：根据无效像元间的位置关系，对无效像元进行粗分类，确定孤立无效像元Viso(i,j)和连通无效像元根据图像分类法，对遥感图像进行粗分类，得到粗分类结果，记为Class(k)，其中k∈[1,K]，表示分类数；根据无效像元在遥感图像中的位置，结合无效像元的粗分类和遥感图像的粗分类，对所述无效像元进行二次分类，确定单调区域内的孤立无效像元Vmono-iso(i,j)、单调区域内的连通无效像元Vmono-con(i,j)、边缘区域内的孤立无效像元Vedge-iso(i,j)和边缘区域内的连通无效像元Vedge-con(i,j)；依次对所述单调区域内的孤立无效像元Vmono-iso(i,j)、单调区域内的连通无效像元Vmono-con(i,j)、边缘区域内的孤立无效像元Vedge-iso(i,j)和边缘区域内的连通无效像元Vedge-con(i,j)对应的数字值进行补偿。在所述无效像元的补偿方法中，所述根据无效像元在遥感图像中的位置，结合无效像元的粗分类和遥感图像的粗分类，对所述无效像元进行二次分类，确定单调区域内的孤立无效像元Vmono-iso(i,j)、单调区域内的连通无效像元Vmono-con(i,j)、边缘区域内的孤立无效像元Vedge-iso(i,j)和边缘区域内的连通无效像元Vedge-con(i,j)，包括：若孤立无效像元Viso(i,j)满足且在N×N的领域内满足则确定孤立无效像元Viso(i,j)为单调区域内的孤立无效像元Vmono-iso(i,j)；其中，GSD为可见光近红外面阵CMOS相机的地面采样分辨率；若连通无效像元集内的任一连通无效像元都满足且在N×N的领域内满足则确定连通无效像元Vcon(i,j)为单调区域内的连通无效像元Vmono-con(i,j)；若孤立无效像元在N×N的领域内满足且至少满足则确定孤立无效像元Viso(i,j)为边缘区域内的孤立无效像元Vedge-iso(i,j)，其中(k,l)∈([1,K]∩(k≠l))；若连通无效像元集内的任一连通无效像元在N×N的领域内都满足且至少满足则确定连通无效像元Vcon(i,j)为边缘区域内的连通无效像元Vedge-con(i,j)。在所述无效像元的补偿方法中，所述依次对所述单调区域内的孤立无效像元Vmono-iso(i,j)、单调区域内的连通无效像元Vmono-con(i,j)、边缘区域内的孤立无效像元Vedge-iso(i,j)和边缘区域内的连通无效像元Vedge-con(i,j)对应的数字值进行补偿，包括：利用单调区域中像元与周围像元之间的高度相关性，采用渐变权重方法，分别对单调区域内的孤立无效像元Vmono-iso(i,j)和单调区域内的连通无效像元Vmono-con(i,j)对应的数字值进行补偿；在对所有单调区域内的无效像元进行补偿后，利用边缘区域内像元的混合像元特性，采用线性混合光谱模型方法，分别对边缘区域内的孤立无效像元Vedge-iso(i,j)和边缘区域内的连通无效像元Vedge-con(i,j)对应的数字值进行补偿。在所述无效像元的补偿方法中，所述利用单调区域中像元与周围像元之间的高度相关性，采用渐变权重方法，分别对单调区域内的孤立无效像元Vmono-iso(i,j)和单调区域内的连通无效像元Vmono-con(i,j)对应的数字值进行补偿，包括：根据如下公式1，分别对单调区域内的孤立无效像元Vmono-iso(i,j)和单调区域内的连通无效像元Vmono-con(i,j)对应的数字值DNmono(i,j)进行补偿：其中：flag(i+m,j+n)为N×N领域内位置(i+m,j+n)处的无效像元判别指示：若某一像元是无效像元，则flag(i+m,j+n)＝0；若某一像元不是无效像元，则flag(i+m,j+n)＝1；表示渐变权重因子；DN(i+m,j+n)为N×N领域内位置(i+m,j+n)处的遥感图像的数值字。在所述无效像元的补偿方法中，在根据公式1对单调区域内的连通无效像元Vmono-con(i,j)对应的数字值DNmono(i,j)进行补偿时，所述方法还包括：根据所述公式1对单调区域内的所有连通无效像元，按照从外向内层层补偿的方式，逐层进行补偿。在所述无效像元的补偿方法中，所述利用边缘区域内像元的混合像元特性，采用线性混合光谱模型方法，分别对边缘区域内的孤立无效像元Vedge-iso(i,j)和边缘区域内的连通无效像元Vedge-con(i,j)对应的数字值进行补偿，包括：根据如下公式2，分别对边缘区域内的孤立无效像元Vedge-iso(i,j)和边缘区域内的连通无效像元Vedge-con(i,j)对应的数字值DNedge(i,j)进行补偿：其中：和为无效像元(i,j)在类Class(k)和Class(l)的非无效像元行平均值；p＝[p(k)p(l)p(0)]T，表示线性混合光谱因子。在所述无效像元的补偿方法中，所述方法还包括：确定N×N领域内与无效像元(i,j)到边缘距离相等的q∈[1,Q]个非无效像元；根据确定的q∈[1,Q]个非无效像元和所述公式2，建立如下矩阵方程1：将根据最小范数解解算得到的矩阵方程1的最优解作为所述线性混合光谱因子。在所述无效像元的补偿方法中，在根据公式2对边缘区域内的连通无效像元Vedge-con(i,j)对应的数字值DNedge(i,j)进行补偿时，所述方法还包括：根据所述公式2对边缘区域内的所有连通无效像元，按照从外向内层层补偿的方式，逐层进行补偿。本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术利用可见光近红外面阵CMOS相机无效像元的空间位置特点，结合遥感图像的分类性质，对无效像元依次进行粗分类、细分类，针对不同类别的无效像元可以采用不同补偿方法进行补充，实现了对可见光近红外面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无效像元的补偿方法，其特征在于，包括：根据无效像元间的位置关系，对无效像元进行粗分类，确定孤立无效像元V

【技术特征摘要】
1.一种无效像元的补偿方法，其特征在于，包括：根据无效像元间的位置关系，对无效像元进行粗分类，确定孤立无效像元Viso(i,j)和连通无效像元根据图像分类法，对遥感图像进行粗分类，得到粗分类结果，记为Class(k)，其中k∈[1,K]，表示分类数；根据无效像元在遥感图像中的位置，结合无效像元的粗分类和遥感图像的粗分类，对所述无效像元进行二次分类，确定单调区域内的孤立无效像元Vmono-iso(i,j)、单调区域内的连通无效像元Vmono-con(i,j)、边缘区域内的孤立无效像元Vedge-iso(i,j)和边缘区域内的连通无效像元Vedge-con(i,j)；依次对所述单调区域内的孤立无效像元Vmono-iso(i,j)、单调区域内的连通无效像元Vmono-con(i,j)、边缘区域内的孤立无效像元Vedge-iso(i,j)和边缘区域内的连通无效像元Vedge-con(i,j)对应的数字值进行补偿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据无效像元在遥感图像中的位置，结合无效像元的粗分类和遥感图像的粗分类，对所述无效像元进行二次分类，确定单调区域内的孤立无效像元Vmono-iso(i,j)、单调区域内的连通无效像元Vmono-con(i,j)、边缘区域内的孤立无效像元Vedge-iso(i,j)和边缘区域内的连通无效像元Vedge-con(i,j)，包括：若孤立无效像元Viso(i,j)满足且在N×N的领域内满足则确定孤立无效像元Viso(i,j)为单调区域内的孤立无效像元Vmono-iso(i,j)；其中，GSD为可见光近红外面阵CMOS相机的地面采样分辨率；若连通无效像元集内的任一连通无效像元都满足且在N×N的领域内满足则确定连通无效像元Vcon(i,j)为单调区域内的连通无效像元Vmono-con(i,j)；若孤立无效像元在N×N的领域内满足且至少满足则确定孤立无效像元Viso(i,j)为边缘区域内的孤立无效像元Vedge-iso(i,j)，其中(k,l)∈([1,K]∩(k≠l))；若连通无效像元集内的任一连通无效像元在N×N的领域内都满足且至少满足则确定连通无效像元Vcon(i,j)为边缘区域内的连通无效像元Vedge-con(i,j)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次对所述单调区域内的孤立无效像元Vmono-iso(i,j)、单调区域内的连通无效像元Vmono-con(i,j)、边缘区域内的孤立无效像元Vedge-iso(i,j)和边缘区域内的连通无效像元Vedge-con(i,j)对应的数字值进行补偿，包括：利用单调区域中像元与周围像元之间的高度相关性，采用渐变权重方法，分别对单调区域内的孤立无效像元Vmono-iso(i,j)和单调区域内的连通无效像元Vmono-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱春，傅俏燕，闵祥军，陆书宁，潘志强，韩启金，张学文，刘李，李晓进，李照洲，赵航，
申请(专利权)人：中国资源卫星应用中心，
类型：发明
国别省市：北京,11