一种高分遥感影像阴影补偿方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高分遥感影像阴影补偿方法及系统，首先，在阴影检测结果基础上，设计了改进的对数变换图像增强方法，构建适应于阴影补偿提升的对数变换模型，实现对阴影区域的亮度有效提升；其次，进一步联合利用阴影与邻近非阴影区域特征信息的局部补偿模型进行加权综合，综合提升阴影区域的亮度与对比度；最后，结合阴影边界同类特征点匹配的思想，自动解算补偿模型参数，实现自动补偿。实验结果表明，发明专利技术提出加权综合补偿方法综合了对数补偿与局部补偿两种补偿方法的优势，共同提升亮度与对比度，以能够更准确的再现阴影区域的地物真实信息。

【技术实现步骤摘要】
一种高分遥感影像阴影补偿方法及系统
本专利技术属于遥感影像
，涉及一种云阴影与建筑物阴影的高分遥感影像阴影补偿方法及方法，具体涉及一种改进对数变换联合局部增强的云阴影与建筑物阴影高分遥感影像阴影补偿方法及系统。
技术介绍
遥感影像的获取过程中，由于受到太阳高度角、成像技术、一定高度的地物遮挡等成因的影响，遥感影像中不可避免的存在着不同程度的阴影。而在高分遥感影像中，由于阴影区域地物的反射率较低，可能会导致影像目标分割和识别不准的问题[文献1]。而随着影像空间分辨率的不断提高，在影像清晰度不断增加的同时，阴影的影响也愈加严重，影像中由于阴影遮挡而损失的信息也在不断增加，严重影响着影像质量及应用效果。因此，探索合适的遥感影像阴影的补偿方法，采取非重拍手段尽可能恢复被遮挡的信息，最大效用地提高影像利用率，使其进一步用于影像解译等应用具有重要的意义。现有的阴影补偿法主要包括图像增强法及阴影特征信息补偿法两大类[文献2]。图像增强法是通过一定的图像增强原理，通过选择性的突出或抑制图像中某些特征，进而使图像与视觉响应特性相匹配使原始影像上的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高分遥感影像阴影补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：对待处理高分辨率遥感影像中阴影进行检测，并对检测结果进行形态学处理，提取各个完整的阴影区域；/n步骤2：利用改进的对数变换图像增强函数，进行对数变换与局部补偿的联合补偿，结合参数自动解算方法，对阴影区域内的像素进行亮度与对比度的综合提升，实现阴影区域自动补偿；/n所述改进的对数变换图像增强函数为：/nf(i,j)＝Aln(V|g(i,j)|+1)；/n其中，g(i,j)为输入阴影区域的像素值，A和V为调节参数，V的取值范围为(1,5)，A的取值范围为(0，3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种高分遥感影像阴影补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：对待处理高分辨率遥感影像中阴影进行检测，并对检测结果进行形态学处理，提取各个完整的阴影区域；
步骤2：利用改进的对数变换图像增强函数，进行对数变换与局部补偿的联合补偿，结合参数自动解算方法，对阴影区域内的像素进行亮度与对比度的综合提升，实现阴影区域自动补偿；
所述改进的对数变换图像增强函数为：
f(i,j)＝Aln(V|g(i,j)|+1)；
其中，g(i,j)为输入阴影区域的像素值，A和V为调节参数，V的取值范围为(1,5)，A的取值范围为(0，3)。


2.根据权利要求1所述的高分遥感影像阴影补偿方法，其特征在于：步骤1中，利用阴影的亮度低、色调高、归一化蓝色分量高的特征，进行多特征联合构建阴影检测条件实现阴影检测；
具体实现过程为：对RGB色彩的遥感影像，首先利用红、绿、蓝三波段特征提取归一化蓝色分量B’，其次进行RGB-HIS色彩空间变换，提取影像的色调分量H、亮度分量I；结合阴影具有亮度低、色调高、归一化蓝色分量高的特征，构建阴影检测条件，结合Otsu自动阈值法获取各项特征的自动阈值，按照此条件实现对阴影的自动检测；根据阴影检测结果生成二值化阴影影像，阴影检测条件函数式如下：
SetSD＝{(i,j)|(B'(i,j)＞T_B'||H(i,j)＞T_H)&&I(i,j)＜T_I}；
其中，B'(i,j)、T_B'分别表示归一化RGB蓝色分量B'的特征值及B'分量特征的阈值；H(i,j)、T_H分别表示HIS色彩空间中色调分量H的特征值及H分量特征的阈值；I(i,j)、T_I分别表示HIS色彩空间中亮度分量I的特征值及分量特征I的阈值；T_B'、T_H、T_I通过一维Otsu自动阈值方法自动获取。


3.根据权利要求1所述的高分遥感影像阴影补偿方法，其特征在于：步骤1中，利用形态学的腐蚀、膨胀、开运算、闭运算、小区域去除和空洞填充进行阴影检测结果生成的二值化影像进行形态学处理，进行小阴影区域自动去除和检漏区域自动补充。


4.根据权利要求1-3任意一项所述的高分遥感影像阴影补偿方法，其特征在于：步骤2中所述进行对数变换与局部补偿的联合补偿，具体实现包括以下子步骤：
步骤2.1：计算非阴影区域的局部补偿值y'(i,j)；



其中，阴影区域的亮度均值为m，均方差为σ；非阴影区域的亮度均值为mN，均方差为σN；y(i,j)与y'(i,j)分别为影像中像素(i,j)亮度分量的原始值与补偿值；A为步骤2中的调节参数，A的取值范围为(0，3)；
步骤2.2：通过计算局部补偿值y'(i,j)，同时利用改进的对数变换进行补偿，获取对数变换补偿结果f(i,j)，进而将对数变换与局部补偿结果进行综合加权得出最终补偿结果I(i,j)；
I(i,j)＝f(i,j)·u+y′(i,j)·(1-u)；
其中，u为加权系数，根据阴影类型设置经验值；
步骤2.3：通过形态学膨胀及腐蚀处理，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高贤君，丰远远，杨元维，邓帆，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42