一种轻量化凝视卫星视频去噪方法及去噪系统技术方案

本发明专利技术提供一种轻量化凝视卫星视频去噪方法及去噪系统，去噪方法包括：按照时间顺序获取视频流的每一帧图像中相同像素的第一像素坐标，组成同一个像素的第一像素坐标序列；基于同一个像素的第一像素坐标序列中的多个第一像素坐标，进行曲线拟合，获取第一像素坐标序列中的每一个第一像素坐标在拟合曲线上的第二像素坐标；根据第一像素坐标和对应的第二像素坐标之间的差值，判断是否用第二像素坐标替换第一像素坐标，实现每一帧图像中的每一个像素的去噪处理。本发明专利技术利用视频中同类地物在统计学上具有相似性，同类地物在同一太阳入射角的不同反射角上具有连续变化的特性的特点，在较小计算量的条件下，较好的对视频采集时的各类噪音进行处理。时的各类噪音进行处理。时的各类噪音进行处理。

【技术实现步骤摘要】
一种轻量化凝视卫星视频去噪方法及去噪系统


[0001]本专利技术涉及视频去噪领域，更具体地，涉及一种轻量化凝视卫星视频去噪方法及去噪系统。

技术介绍

[0002]随着遥感卫星的发展，卫星可以采集的内容从静态图像逐渐发展为动态视频，尤其是凝视同一块区域的凝视卫星视频，可以在一段时间内锁定某一区域，并获得连续多个观测角度的卫星视频。
[0003]由于卫星距离地面较远，卫星传感器尺寸有限，从地面反射到卫星传感器中的光子较地面条件少，导致凝视卫星视频数据中普遍存在大量噪音，从而影响到卫星视频的使用效果。目前较多学者采用机器学习的方法进行去噪，但是机器学习和处理的方法，需要大量的数据集进行训练，对机器学习的训练过程计算量较大，在普通电脑上处理耗时较长。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，利用地物在太阳入射角基本不变的情况下，连续放射方向变化存在较强规律的特性，提供一种轻量化凝视卫星视频去噪方法及去噪系统，相比传统的机器学习方法，将算量小，且耗时时间短。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种轻量化凝视卫星视频去噪方法，包括：按照时间顺序获取视频流的每一帧图像中相同像素的第一像素坐标，组成同一个像素的第一像素坐标序列；基于同一个像素的第一像素坐标序列中的多个第一像素坐标，进行曲线拟合，获取第一像素坐标序列中的每一个第一像素坐标在拟合曲线上的第二像素坐标；根据第一像素坐标和对应的第二像素坐标之间的差值，判断是否用第二像素坐标替换第一像素坐标，实现每一帧图像中的每一个像素的去噪处理；其中，所述基于同一个像素的第一像素坐标序列中的多个第一像素坐标，进行曲线拟合，包括：根据任一块地物中的任一个像素在不同帧图像中的第一像素坐标，进行三次曲线拟合，得到拟合三次曲线；基于所述任一个像素在不同帧图像中的坐标位置，在拟合三次曲线上找到所述任一个像素的第一像素坐标对应的第二像素坐标，不同帧图像中的第二像素坐标构成数组b；所述根据第一像素坐标和对应的第二像素坐标之间的差值，判断是否用第二像素坐标替换第一像素坐标，包括：对于任一个像素，根据数组a和数组b，计算所述任一个像素在每一帧图像中的第一像素坐标和第二像素坐标的差值，在所有帧中的差值组成数组c，其中，数组a中存放第一像素坐标序列；计算数组c的平均值和二倍中误差y；
逐帧计算数组a中的第一像素坐标与数组c中的平均值的差值是否超过二倍中误差y，如果超过，则用第二像素坐标替换对应的第一像素坐标，否则，不作处理，实现所述任一个像素在不同帧中的像素坐标的去噪。
[0006]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作出如下改进。
[0007]可选的，所述按照时间顺序获取视频流的每一帧图像中相同像素的第一像素坐标，之前还包括：提取视频流中的第一帧图像，采用图像分割法对所述第一帧图像进行静态分割，将单张图像分割为在坐标上连续的m块地物，并记录每一块地物中n个像素的坐标位置，m≥1，且m，n为正整数。
[0008]可选的，所述按照时间顺序获取视频流的每一帧图像中相同像素的第一像素坐标，包括：根据提取的第一帧图像中每一块地物中n个像素的坐标位置，按照顺序提取每一块地物中的每一个像素在不同帧图像中的第一像素坐标；对于任一块地物中的任一个像素，将其在不同帧图像中的第一像素坐标组成数组a。
[0009]可选的，所述实现所述任一个像素在不同帧中的像素坐标的去噪，还包括：对每一块地物中的n个像素在不同帧中的第一像素坐标进行去噪，实现所有地物的所有像素在不同帧中的第一像素坐标的去噪；将去噪后的每一块地物进行拼接，形成视频帧，按照视频帧的时间顺序重新组织视频流，得到去噪后的视频流。
[0010]可选的，当每一帧图像为彩色图像时，其像素包括R波段像素，G波段像素和B波段像素，分别提取每一帧图像中的R波段的第一像素坐标，G波段的第一像素坐标和B波段的第一像素坐标。
[0011]根据本专利技术的第二方面，提供一种轻量化凝视卫星视频去噪系统，包括：获取模块，用于按照时间顺序获取视频流的每一帧图像中相同像素的第一像素坐标，组成同一个像素的第一像素坐标序列；曲线拟合模块，用于基于同一个像素的第一像素坐标序列中的多个第一像素坐标，进行曲线拟合，获取第一像素坐标序列中的每一个第一像素坐标在拟合曲线上的第二像素坐标；去噪处理模块，用于根据第一像素坐标和对应的第二像素坐标之间的差值，判断是否用第二像素坐标替换第一像素坐标，实现每一帧图像中的每一个像素的去噪处理；其中，其中，所述基于同一个像素的第一像素坐标序列中的多个第一像素坐标，进行曲线拟合，包括：根据任一块地物中的任一个像素在不同帧图像中的第一像素坐标，进行三次曲线拟合，得到拟合三次曲线；基于所述任一个像素在不同帧图像中的坐标位置，在拟合三次曲线上找到所述任一个像素的第一像素坐标对应的第二像素坐标，不同帧图像中的第二像素坐标构成数组b；所述根据第一像素坐标和对应的第二像素坐标之间的差值，判断是否用第二像素坐标替换第一像素坐标，包括：
对于任一个像素，根据数组a和数组b，计算所述任一个像素在每一帧图像中的第一像素坐标和第二像素坐标的差值，在所有帧中的差值组成数组c，其中，数组a中存放第一像素坐标序列；计算数组c的平均值和二倍中误差y；逐帧计算数组a中的第一像素坐标与数组c中的平均值的差值是否超过二倍中误差y，如果超过，则用第二像素坐标替换对应的第一像素坐标，否则，不作处理，实现所述任一个像素在不同帧中的像素坐标的去噪。
[0012]可选的，所述获取模块，用于按照时间顺序获取视频流的每一帧图像中相同像素的第一像素坐标，组成同一个像素的第一像素坐标序列，之前还包括：分割模块，用于提取视频流中的第一帧图像，采用图像分割法对所述第一帧图像进行静态分割，将单张图像分割为在坐标上连续的m块地物，并记录每一块地物中n个像素的坐标位置，m≥1，且m，n为正整数。
[0013]可选的，所述获取模块，用于按照时间顺序获取视频流的每一帧图像中相同像素的第一像素坐标，包括：根据提取的第一帧图像中每一块地物中n个像素的坐标位置，按照顺序提取每一块地物中的每一个像素在不同帧图像中的第一像素坐标；对于任一块地物中的任一个像素，将其在不同帧图像中的第一像素坐标组成数组a。
[0014]根据本专利技术的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现轻量化凝视卫星视频去噪方法的步骤。
[0015]根据本专利技术的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现轻量化凝视卫星视频去噪方法的步骤。
[0016]本专利技术提供的一种轻量化凝视卫星视频去噪方法及去噪系统，首先提取每一帧图像中相同像素的第一像素坐标，并基于同一个像素的多个第一像素坐标，进行曲线拟合，在拟合后的曲线上找到与第一像素坐标对应的第二像素坐标；根据第一像素坐标和对应的第二像素坐标之间的差值，判断第一像素是否存在噪声，如果存在噪声，则用第二像素坐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量化凝视卫星视频去噪方法，其特征在于，包括：按照时间顺序获取视频流的每一帧图像中相同像素的第一像素坐标，组成同一个像素的第一像素坐标序列；基于同一个像素的第一像素坐标序列中的多个第一像素坐标，进行曲线拟合，获取第一像素坐标序列中的每一个第一像素坐标在拟合曲线上的第二像素坐标；根据第一像素坐标和对应的第二像素坐标之间的差值，判断是否用第二像素坐标替换第一像素坐标，实现每一帧图像中的每一个像素的去噪处理；其中，所述基于同一个像素的第一像素坐标序列中的多个第一像素坐标，进行曲线拟合，包括：根据任一块地物中的任一个像素在不同帧图像中的第一像素坐标，进行三次曲线拟合，得到拟合三次曲线；基于所述任一个像素在不同帧图像中的坐标位置，在拟合三次曲线上找到所述任一个像素的第一像素坐标对应的第二像素坐标，不同帧图像中的第二像素坐标构成数组b；所述根据第一像素坐标和对应的第二像素坐标之间的差值，判断是否用第二像素坐标替换第一像素坐标，包括：对于任一个像素，根据数组a和数组b，计算所述任一个像素在每一帧图像中的第一像素坐标和第二像素坐标的差值，在所有帧中的差值组成数组c，其中，数组a中存放第一像素坐标序列；计算数组c的平均值和二倍中误差y；逐帧计算数组a中的第一像素坐标与数组c中的平均值的差值是否超过二倍中误差y，如果超过，则用第二像素坐标替换对应的第一像素坐标，否则，不作处理，实现所述任一个像素在不同帧中的像素坐标的去噪。2.根据权利要求1所述的轻量化凝视卫星视频去噪方法，其特征在于，所述按照时间顺序获取视频流的每一帧图像中相同像素的第一像素坐标，之前还包括：提取视频流中的第一帧图像，采用图像分割法对所述第一帧图像进行静态分割，将单张图像分割为在坐标上连续的m块地物，并记录每一块地物中n个像素的坐标位置，m≥1，且m，n为正整数。3.根据权利要求2所述的轻量化凝视卫星视频去噪方法，其特征在于，所述按照时间顺序获取视频流的每一帧图像中相同像素的第一像素坐标，包括：根据提取的第一帧图像中每一块地物中n个像素的坐标位置，按照顺序提取每一块地物中的每一个像素在不同帧图像中的第一像素坐标；对于任一块地物中的任一个像素，将其在不同帧图像中的第一像素坐标组成数组a。4.根据权利要求3所述的轻量化凝视卫星视频去噪方法，其特征在于，所述实现所述任一个像素在不同帧中的像素坐标的去噪，还包括：对每一块地物中的n个像素在不同帧中的第一像素坐标进行去噪，实现所有地物的所有像素在不同帧中的第一像素坐标的去噪；将去噪后的每一块地物进行拼接，形成视频帧，按照视频帧的时间顺序重新组织视频流，得到去噪后的视频流。5.根据权利要求1所述的轻量化凝视卫星视频去噪方法，其特征在于，当每一帧图像为
彩色图像时，其像素包括R波段像素，G波段像素和B波段像素，分别提取每一帧图像中的R波段的第一像素坐标，G波段的第一像素坐标和B波段的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：周正，徐杰，杨超，姚远，
申请(专利权)人：生态环境部长江流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心，
类型：发明
国别省市：