[发明专利]一种卫星影像色彩一致性处理算法

说明书

本发明提出了一种卫星影像色彩一致性处理算法，包括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；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；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；计算各像素对应的增益系数得到增益系数图；构建独立线性模型，对源卫星影像进行色彩一致性处理等步骤。本发明的算法对卫星影像色彩一致性处理算法不存在误差累积问题，不需要考虑卫星影像件的位置拓扑关系，可实现并行处理；可利用现有或网络公开色彩一致性较好的低分辨率影像作为基准色调底图，具有方便、快捷、成本低且实用性强的优点。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种卫星影像色彩一致性处理算法。

背景技术

遥感卫星影像具有信息量大、获取信息快、更新周期短、动态监测等特点，卫星遥感面积大、成本低的优点使其获得了快速发展，我国已发射许多遥感卫星，在测绘、军事侦察、国土资源管理等各个领域获得了广泛的应用。在测绘领域，正射卫星影像色彩质量的好坏会直接影响到卫星影像信息的有效判读和利用。航天卫星影像由于分辨率、幅宽、飞行高度等因素影响很难做到一张图覆盖整个测区，往往需要多张影像镶嵌合成。而且，大范围的卫星影像受季节、光照和天气状况等影响容易出现色彩失真，同一测区影像的色调易存在明显差异，造成镶嵌后正射影像视觉上连续性较差，严重影响卫星影像的识别和使用。

目前众多的遥感影像色彩一致性处理算法未充分考虑卫星影像成像特点，这些算法直接应用于卫星影像色彩一致性处理并不理想。有学者提出了一些针对卫星影像的色彩一致性处理算法，张永军等通过对不同分辨率、不同季节的卫星影像分割，统计各区域均值、方差，建立参考数据库，以此为数据库为基础对待处理卫星影像进行色彩平衡，由于没有考虑卫星影像中地物变化，并且收集不同季节、分辨率且色彩一致性良好的大范围卫星影像非常困难，因此提出一种便捷有效的卫星影像一致性算法，是非常必要的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种一致性算法误差累积小、大范围大时相卫星图像色彩一致性好的卫星影像色彩一致性处理算法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种卫星影像色彩一致性处理算法，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。

在以上技术方案的基础上，优选的，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：