一种多光谱相机辐射定标系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多光谱相机辐射定标系统和方法，包括多光谱相机辐射定标系统，所述多光谱相机辐射定标系统包括辐射定标光源、多光谱相机、面阵探测器、光电转换器、电子放大器和图像数据采集系统，所述辐射定标光源为多光谱相机提供稳定的辐射定标光源，所述多光谱相机成像于面阵探测器上，所述面阵探测器将接收到的辐射光经过光电转换器和电子放大器转换为数字图像数据并存储在图像数据采集系统内，辐射定标的工作就是建立各个像元响应值与平均响应值之间的关系。均响应值之间的关系。均响应值之间的关系。

【技术实现步骤摘要】
一种多光谱相机辐射定标系统和方法


[0001]本专利技术属于相机辐射定标
，具体涉及一种多光谱相机辐射定标系统和方法。

技术介绍

[0002]卫星、无人机遥感技术能快速获取国土资源、自然环境等空间信息，现在已经应用于各个领域。
[0003]现有技术存在以下问题：随着多光谱相机在精确测量方面的应用,对多光谱相机辐射定标的精度、分辨率的要求也不断提高，传统相机辐射定标通过测量滤波片透过率及积分球出射DN值得到各波段透过的能量占总透过能量的百分比,并结合实际测得的各波段辐亮度,建立其与相机探测器输出的各波段DN值的关系,达到辐射定标的目的，这种传统辐射定标技术繁琐且不精确，在实际且大量实验中发现，多光谱相机辐射定标可利用线性方程对光谱数据进行辐射定标，本专利技术就是确定和明确这个线性方程数据的确定。

技术实现思路

[0004]为解决上述
技术介绍
中提出的问题。本专利技术提供了一种多光谱相机辐射定标系统和方法，具有方便多光谱相机辐射定标的特点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多光谱相机辐射定标系统，包括多光谱相机辐射定标系统，所述多光谱相机辐射定标系统包括辐射定标光源、多光谱相机、面阵探测器、光电转换器、电子放大器和图像数据采集系统；
[0006]所述辐射定标光源为多光谱相机提供稳定的辐射定标光源，所述多光谱相机成像于面阵探测器上，所述面阵探测器将接收到的辐射光经过光电转换器和电子放大器转换为数字图像数据并存储在图像数据采集系统内。
[0007]优选的，辐射定标的工作就是建立各个像元响应值与平均响应值之间的关系。
[0008]优选的，辐射定标中DN(avg)必须在均匀场景下获得，在实验室中,积分球是获得均匀光源的理想器件，DN(avg)为N组像元光谱响应度的平均值。
[0009]优选的，经过相对辐射定标，探测器各像元的响应特性统一为:DN＝GL+B,各像元辐射定标的目的是确定系数G、B，DN为单像元光谱响应度，L为各个波段等效幅亮度。
[0010]优选的，L为各个波段等效幅亮度,由以下因素决定:相机入瞳处光谱幅亮度,光学系统的透过特性,传感器的光谱响应特性L＝∫
[0011]L(λ)T(λ)R(λ)D(λ)/∫T(λ)R(λ)D(λ)，其中L(λ)为相机入瞳处光谱幅亮度、T(λ)为光学系统的透过值、R(λ)为传感器的光谱响应值、D(λ)为各波长的图像数据。
[0012]一种多光谱相机辐射定标方法，包括以下步骤：
[0013]步骤一、在数据采集前，先进行光稳定性测试并调试、光均匀性测试并调试，同时将光谱仪调试并复位到初始状态；
[0014]步骤二、在数据采集时，辐射定标光源为多光谱相机提供亮度等级可调的辐射定
标光源，此时多光谱相机成像于面阵探测器上，面阵探测器将接收到的辐射光经过光电转换器和电子放大器转换为数字图像数据并存储在图像数据采集系统内，采用光谱辐射计和标准白板完成地物光谱反射率的数据采集，采集单像元光谱响应度DN＝GL+B，(L为各个波段等效幅亮度，G和B为像元辐射定标的确定系数)，在福亮度为L的均匀场景下，第i个像元的DN值DN(i)＝G(i)L+B(i)；
[0015]步骤三、改变步骤二中多光谱相机的载荷成像参数并获得相机的多像元光谱响应度；
[0016]步骤四、根据多光谱相机的绝对光谱响应度以及步骤四采集的地物光谱反射率获得地物的辐射定标系数，实现对辐射定标，同时计算出场景平均DN值：DN(avg)＝G(avg)L+B(avg)；
[0017]DN(avg)＝G(avg){[DN(i)
‑
B(i)]/G(i)}+B(avg)；
[0018]DN(avg)＝a(i)DN(i)+b(i)；
[0019]测量不同亮度下的N组DN(avg)和DN(i),进行线性拟合得到线性拟合系数a(i)，b(i)。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术在进行多光谱相机辐射定标时，首先先进行光稳定性测试并调试、光均匀性测试并调试，同时将光谱仪调试并复位到初始状态，开始数据采集时，辐射定标光源为多光谱相机提供稳定的辐射定标光源，多光谱相机成像于面阵探测器上，面阵探测器将接收到的辐射光经过光电转换器和电子放大器转换为数字图像数据并存储在图像数据采集系统内，经过相对辐射定标，探测器各像元的响应特性统一为:DN＝GL+B,各像元辐射定标的目的是确定系数G、B，DN为单像元光谱响应度，L为各个波段等效幅亮度，采用光谱辐射计和标准白板完成地物光谱反射率的数据采集，采集单像元光谱响应度DN＝GL+B，(L为各个波段等效幅亮度，G和B为像元辐射定标的确定系数)，在福亮度为L的均匀场景下，第i个像元的DN值DN(i)＝G(i)L+B(i)，L为各个波段等效幅亮度,由以下因素决定:相机入瞳处光谱幅亮度,光学系统的透过特性,传感器的光谱响应特性L＝∫L(λ)T(λ)R(λ)D(λ)/∫
[0021]T(λ)R(λ)D(λ)，其中L(λ)为相机入瞳处光谱幅亮度、T(λ)为光学系统的透过值、R(λ)为传感器的光谱响应值、D(λ)为各波长的图像数据，同时改变多光谱相机的载荷成像参数并获得相机的多像元光谱响应度，根据多光谱相机的绝对光谱响应度和地物光谱反射率获得地物的辐射定标系数，实现辐射定标线性方程系数的确定，同时计算出场景平均DN值：
[0022]DN(avg)＝G(avg)L+B(avg)；
[0023]DN(avg)＝G(avg){[DN(i)
‑
B(i)]/G(i)}+B(avg)；
[0024]DN(avg)＝a(i)DN(i)+b(i)；
[0025]测量不同亮度下的N组DN(avg)和DN(i),进行线性拟合得到线性拟合系数a(i)，b(i)。
附图说明
[0026]图1为本专利技术多光谱相机辐射定标的流程图；
[0027]图2为本专利技术单个像元的响应特性；
[0028]图3为本专利技术多光谱相机辐射定标系统的框图；
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]请参阅图1
‑
3，本专利技术提供以下技术方案：一种多光谱相机辐射定标系统，包括多光谱相机辐射定标系统，多光谱相机辐射定标系统包括辐射定标光源1、多光谱相机2、面阵探测器3、光电转换器4、电子放大器5和图像数据采集系统6；
[0031]辐射定标光源1为多光谱相机2提供稳定的辐射定标光源，多光谱相机2成像于面阵探测器3上，面阵探测器3将接收到的辐射光经过光电转换器4和电子放大器5转换为数字图像数据并存储在图像数据采集系统6内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多光谱相机辐射定标系统，其特征在于：包括辐射定标光源(1)、多光谱相机(2)、面阵探测器(3)、光电转换器(4)、电子放大器(5)和图像数据采集系统(6)；所述辐射定标光源(1)为多光谱相机(2)提供稳定的辐射定标光源，所述多光谱相机(2)成像于面阵探测器(3)上，所述面阵探测器(3)将接收到的辐射光经过光电转换器(4)和电子放大器(5)转换为数字图像数据并存储在图像数据采集系统(6)内。2.根据权利要求1所述的一种多光谱相机辐射定标系统，其特征在于：辐射定标的工作就是建立各个像元响应值与平均响应值之间的关系。3.根据权利要求1所述的一种多光谱相机辐射定标系统，其特征在于：辐射定标中DN(avg)必须在均匀场景下获得，在实验室中,积分球是获得均匀光源的理想器件，DN(avg)为N组像元光谱响应度的平均值。4.根据权利要求1所述的一种多光谱相机辐射定标系统，其特征在于：经过相对辐射定标，探测器各像元的响应特性统一为:DN＝GL+B,各像元辐射定标的目的是确定系数G、B，DN为单像元光谱响应度，L为各个波段等效幅亮度。5.根据权利要求1所述的一种多光谱相机辐射定标系统，其特征在于：L为各个波段等效幅亮度,由以下因素决定:相机入瞳处光谱幅亮度,光学系统的透过特性,传感器的光谱响应特性L＝∫L(λ)T(λ)R(λ)D(λ)/∫T(λ)R(λ)D(λ)，其中L(λ)为相机入瞳处光谱幅亮度、T(λ)为光学系统的透过值、R(λ...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈政国，
申请(专利权)人：合肥泰达光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：