[发明专利]一种卫星影像色彩一致性处理算法

权利要求书

1.一种卫星影像色彩一致性处理算法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)对源卫星影像进行降采样处理，得到降采样后的源卫星影像；

(2)利用卫星影像大数据，选择一致性较好的卫星影像作为基准色调底图，调整基准色调地图的分辨率；

(3)对选取出来的基准色调底图和降采样后的源卫星影像分别进行高斯滤波处理，分离基准色调底图和降采样后的源卫星影像的高频信息和低频信息；分别提取降采样后的源卫星影像的高频信息和分离基准色调底图的低频信息，将二者相加合成调色后的卫星影像，使调色后的卫星影像具有基准色调底图的色调，同时具有降采样后的源卫星影像的纹理信息；

(4)提取基准色调底图和降采样后的源卫星影像的亮度分量，计算各像素对应的增益系数得到增益系数图；

(5)构建独立线性模型，对源卫星影像进行色彩一致性处理：根据源卫星影像分辨率与基准色调底图的分辨率对应关系计算采样间隔对源卫星影像进行大间隔分块；然后计算降采样后每块均值卫星影像对应的像素值；通过线性模型关系，得到色彩校正后的影像。

2.如权利要求1所述的一种卫星影像色彩一致性处理算法，其特征在于：所述构建独立线性模型对源卫星影像进行色彩校正的算法如下：

令卫星影像的数学模型为：

I＝L+H (公式1)

其中I为卫星影像，L为卫星影像的低频信息，H为卫星影像的高频信息；相应的，降采样后的源卫星影像标记为：

I_srcdown＝L_srcdown+H_srcdown (公式2)

基准色调底图标记为：

I_ref＝L_ref+H_ref (公式3)

分别提取公式2中I_srcdown的高频信息和公式3中I_ref的低频信息，将二者相加合成调色后的卫星影像，记为I_dstdown，I_dstdown同时具有基准色调底图的色调和降采样后的源卫星影像的纹理信息；

将I_srcdown通过双线性插值升采样到源卫星影像大小，作为源卫星影像的低频信息L_src，I_dstdown通过双线性插值升采样到源卫星影像大小，作为色彩校正后卫星影像的低频信息L_dst；

构建卫星影像的局部范围R满足线性模型，如下式所示：

∑_x∈R∑_y∈RI_dst(x,y)＝∑_x∈R∑_y∈R(a×I_src(x,y)+b) (公式4)

公式4两边分别除以像素个数，得到公式5：

其中代表在局部区域R内目标卫星影像对应的亮度均值，代表在局部区域R内待处理卫星影像对应的亮度均值，I_src(x,y)为源卫星影像在点(x,y)处的像素值，I_dst(x,y)为色彩校正后的卫星影像在点(x,y)处的像素值，a为增益系数，b为偏移量；当I_src(x,y)→0时，有I_dst(x,y)→0，代入公式4中，得到b→0，可得以下公式：

即增益系数a根据降采样后的源卫星影像I_srcdown和合成调色后的卫星影像I_dstdown对应像素的亮度值进行计算；

相对辐射校正中不同影像间像素亮度满足线性关系如下：

I_dst(x,y)＝a×I_src(x,y)+b (公式8)

I_src(x,y)为源卫星影像在点(x,y)处的像素值，I_dst(x,y)为目标卫星影像在点(x,y)处的像素值，a和b分别为线性模型的增益系数和偏移量；对公式8变形得到：

I_dst＝A×(I_src-L_src)+A×L_src+b (公式9)

上式中A为提取基准色调底图I_ref和降采样后的源卫星影像I_srcdown的亮度分量后，计算各像素对应的增益系数a得到的增益系数图，b相对于A×L_src是微小量，代入公式7中，得到下式：

I_dst＝A×(I_src-L_src)+L_dst (公式10)

即色彩校正后的卫星影像由经过拉伸的源卫星影像高频信息，以及色彩校正后卫星影像的低频信息两部分组成。