[发明专利]对CCD图像进行相对辐射校正的方法

说明书

技术领域

本发明涉及遥感技术领域，尤其涉及一种对CCD图像进行相对辐射校正的方法。

背景技术

航空光学线阵载荷的核心部件之一是CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)阵列，包含很多个探测单元。由于制作工艺的限制，不能保证每个探测单元的参数都一致，造成CCD阵列的各个探测单元的响应特性会存在一定的差异。对于推扫式传感器来说，遥感图像是通过线阵CCD阵列推扫而来，由于CCD阵列各探测单元的响应特性差异，最终的图像在整个视场内会出现亮度不均匀的现象，甚至会表现出条带噪声。

光学遥感图像的辐射校正包括相对辐射校正和绝对辐射校正，其中：相对辐射校正为将相对辐射定标系数作用于原始图像，消除由于探测单元的响应不一致而引起的条带效应，使这些条带的影响降低到最小程度或彻底去除；绝对辐射校正是将绝对辐射定标系数作用于经过相对辐射校正后的图像，得到图像DN(Digital number)值代表的真实物理信息辐亮度。

现有的相对辐射校正方法都是在CCD相机积分时间固定的前提下来消除CCD阵列探测单元物理特性差异而设计的。图1A为现有技术对CCD相机进行相对辐射定标的系统组成图。请参照图1A，该方法包括：

步骤S01，将m级辐亮度输出的标准光源置于半积分球中，光谱辐射计和测试反射镜放置于半积分球开口一侧，将CCD相机的镜头正对半积分球开口中心，然后依次连接CCD数传系统、CCD数传SCOE和数据采集系统；

步骤S02，初始化j=1；

步骤S03，调节半积分球光源的辐亮度输出为L_j，同时使用光谱辐射计测量半积分球的输出辐亮度以验证半积分球光源的均匀性，同步记录CCD相机的半积分球输出数据该半积分球输出数据包含 该CCD相机探测阵列每一个探测单元的输出数据

步骤S04，j=j+1，若j≤m，则跳转到步骤S03，否则，执行步骤S05；

步骤S05，利用CCD相机半积分球输出数据，逐个求解每个探测单元i的定标系数(G_i，B_i)，i=1…N；

即对于每个相机探测单元，根据步骤S03记录的CCD相机半积分球输出数据，建立由m个方程组成的线性方程组，使用最小二乘方法计算得到相对辐射校正系数，常规相对辐射校正模型如公式(1)所示，

$\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{DN}}_{\mathrm{raw}}^{\left(i\right)}{|}_{L_j}=G_i\·{\mathrm{DN}}_{\mathrm{raw}}^{\left(i\right)}{|}_{L_j}+B_i---\left(1\right)$

其中为第i个探测单元在半积分球光源辐射亮度输出为L_j时的原始DN值，B_i是第i个探测单元的偏移量，G_i是第i个探测单元的增益，N为CCD探测单元数目。

图1B为第i个探测单元的相对辐射校正曲线。其中，横坐标为第i探元的实际输出DN值，纵坐标为第i探元校正后的输出DN值。通过图1B可知CCD探测单元辐射响应的线性度很好，通过如公式(1)的线性模型就能较好的校正CCD阵列探测单元辐射响应特性差异。