[发明专利]基于改进直方图匹配的光学相对辐射定标方法与装置

权利要求书

1.一种基于改进直方图匹配的光学相对辐射定标方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用探元对大量的原始图像进行统计处理得到每个探元的直方图；

基于所述每个探元的直方图得到得所有探元的综合直方图；其中，所述综合直方图包括期望直方图；

对所述每个探元的直方图和所述综合直方图进行匹配得到直方图匹配结果；

根据所述直方图匹配结果生成探元的直方图查找表，并利用所述直方图查找表对所述原始图像进行相对辐射校正。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述直方图匹配结果生成探元的直方图查找表，包括：

利用统计探元的灰度值个数的累计直方图得到待校直方图；

利用探元的分布均匀的灰度统计均值因子得到参考直方图；

利用所述待校直方图向所述参考直方图进行映射得到直方图查找表。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述直方图匹配结果生成探元的直方图查找表，还包括：

计算每个探元直方图的概率密度和期望直方图的概率密度，第i个探元的直方图中像素DN值为k的概率密度函数p_i(k)为:

将所有探元的直方图相加并归一化得到期望直方图，概率密度函数P(l)为：

其中，k,l＝0，1，2，…，L-1；i为探元序号，i＝1，2，…，I，I为探元总数；为第i个探元中的DN值为k的像素数目；N_i为第i个探元的直方图总像素数；m_l为期望直方图中DN值为l的像素数目；M为期望直方图总像素数。

计算每个探元直方图的累计概率密度和期望直方图的累计概率密度，第i个探元的直方图DN值为k对应的累计概率密度为：

期望直方图DN值为l对应的累计概率密度V_l为：

基于第i个探元的任意为k的DN值，在期望直方图上找到一个l，使得如果则用l代替DN值k，如果则用l+1代替DN值k，以得到图像的直方图查找表T_i^k：

利用直方图查找表对原始图像进行相对辐射校正，即用直方图查找表中的DN值T_i^k代替原始DN值k。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用统计探元的灰度值个数的累计直方图得到待校直方图，由下面公式计算得到：

其中，x表示灰度值j的统计个数，i表示第i个探元，S表示前i个探元的灰度值(DN)为j的累积统计值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用探元的分布均匀的灰度统计均值因子得到参考直方图，由下面公式计算得到：

其中，x表示第i个探元DN值为j的统计个数；V_i,j表示所有探元DN值为j的统计值的均值；ε_i,j是调节因子，是所有探元DN值为j的统计值的标准差乘上λ，λ是经验值；基于均值因子的参考累积直方图。

6.一种基于改进直方图匹配的光学相对辐射定标装置，其特征在于，包括：

第一直方图获取模块，用于利用探元对大量的原始图像进行统计处理得到每个探元的直方图；

第二直方图获取模块，用于基于所述每个探元的直方图得到得所有探元的综合直方图；其中，所述综合直方图包括期望直方图；

直方图匹配模块，用于对所述每个探元的直方图和所述综合直方图进行匹配得到直方图匹配结果；

辐射校正模块，用于根据所述直方图匹配结果生成探元的直方图查找表，并利用所述直方图查找表对所述原始图像进行相对辐射校正。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述辐射校正模块，还用于：

利用统计探元的灰度值个数的累计直方图得到待校直方图；

利用探元的分布均匀的灰度统计均值因子得到参考直方图；

利用所述待校直方图向所述参考直方图进行映射得到直方图查找表。