[发明专利]一种基于直方图平衡的在轨90°辐射定标处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于直方图平衡的side-slither辐射定标处理方法。

背景技术

为获得高质量的遥感图像，航天光学遥感相机需要进行相对辐射定标工作。对于有较强敏捷特性的推扫式成像光学遥感卫星，进行在轨相对辐射定标时，可以使用将相机绕卫星偏航轴旋转一定角度(通常为90°)的方法来获取相对均匀图像的方法来进行不同像元间的非均匀性校正。这种在轨相对辐射定标方法被称为“side-slither”。

side-slither定标方法原理图如附图1所示。推扫式光学遥感相机正常成像模式下，焦面探测器线列与成像方向垂直；进行side-slither定标时，将焦面旋转90°，探测器线列方向与成像方向平行。这样，在不考虑其他影响因素的情况下，理论上探测器线列上每个像元都依次同样的地面区域成像。而side-slither定标时焦面探测线列输出得到的图像中，每个像元获得的辐射能量信息是一样的，这样就相当于满足了相对辐射定标所需要的给焦面探测线列提供均匀辐照度场的条件，在此基础上进行焦面像元非均匀性校正工作。

side-slither定标方法典型的辐射定标方法为：通过获取一幅均匀地区例如大部分由冰面覆盖的区域，绿地或南极大陆，这样就能得到相同光照条件下的探测单元的响应，然后可以将这种校正方法用于每一次测试。这种方法对于目前大多数光电线性系统来说都是非常有效的，这种方法的一个主要不足是这种极地区域的云层覆盖，这种现象在成像过程中很难避免。每一个探测单元的响应必须测量有效，这需要相当长的均衡过程，通常要2至3周。

Philippe KUBIK使用基于直方图均衡的方法对Pleiades-HR的side-slither定标数据进行处理，从而进行相对辐射校正，但是这个方法有两点不足：1)实际成像系统的线性响应模型与Philippe KUBIK使用的模型并不一致(Philippe KUBIK的线性模型：在低端DN<DN_s时为一个线性响应模型，在中高端DN>DN_s为一个线性响应模型)；2)在轨side-slither定标时成像区域很难覆盖响应低端DN<DN_s，此时不能保证低端的校正效果。

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对推扫型成像遥感器，提供了一种基于直方图平衡的定标数据处理方法，实现了在轨基于直方图的side-slither相对辐射定标。

本发明的技术解决方案是：一种基于直方图平衡的side-slither辐射定标处理方法，步骤如下：

(1)选择原始定标数据，对原始定标数据做平移处理，提取有效定标数据；

(2)根据步骤(1)中提取的有效定标数据，计算所有探测元的标准累计直方图进而得到每个探测元的累计直方图；

(3)由上步得到的累计直方图结合实验室相对辐射校正模型构建相对辐射校正查找表；

(4)利用上述查找表对原始图像进行相对辐射校正。

所述步骤(1)中原始定标数据的选择原则为：图像成像行数M必须足够多，假设探测器总元数为N,图像数据的量化位数为n，那么M>N+100*2ⁿ。

所述步骤(3)中构建相对辐射校正查找表依据每个探测元的DN值确定，具体过程如下：

(3.1)对于第j个探测元，判断该探测元DN值所在的区间，当DN∈[DN_minj,DN_maxj]时，转步骤(3.2)；当DN∈[0,DN_minj]或者DN∈[DN_maxj,2ⁿ-1]时，转步骤(3.3)；[DN_minj,DN_maxj]为第j个探测元有效定标数据的DN灰度范围；

(3.2)由的对应关系建立此范围内的辐射校正查找表；的对应关系如下：

其中，k＝1,2,3,...,K，K＝DN_max-DN_min+1，[DN_min,DN_max]为M_i的DN值范围；为M_i中DN值小于的像素个数，h_[j]^-1为第j个探测元的累积直方图h[j][X]的逆函数，j＝1,2,3,...,N；M_i为步骤(1)提取的有效定标数据第i行的均值；