基于四维块匹配滤波的高光谱遥感图像去噪方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107146206A(43)申请公布日2017.09.08(21)申请号201710240656.4(22)申请日2017.04.13(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人张静牛高阳李云松(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人田文英王品华(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称基于四维块匹配滤波的高光谱遥感图像去噪方法(57)摘要本发明公开了一种基于四维块匹配滤波的高光谱遥感图像去噪方法，主要解决了现有技术中高光谱遥感图像的去噪结果中细节信息模糊泛化和边缘轮廓信息丢失的问题。其实现步骤如下：(1)输入高光谱遥感图像；(2)对高光谱遥感图像中的波段进行分组；(3)构造四维数据块；(4)对四维数据块进行经验维纳滤波；(5)输出去噪后高光谱遥感图像数据。本发明能够较好地保持去噪后的结果中的细节信息及边缘信息，可用于高光谱遥感图像的去噪。CN107146206ACN107146206A权利要求书1/1页1.一种基于四维块匹配滤波的高光谱遥感图像去噪方法，包括如下步骤：(1)输入高光谱遥感图像：利用高光谱遥感图像成像仪，输入一幅高光谱遥感图像；(2)对高光谱遥感图像中的波段进行分组：(2a)利用高通滤波器对高光谱遥感图像进行滤波，得到高光谱遥感图像的信号图像和高光谱遥感图像的噪声图像；(2b)利用信噪比计算公式，计算高光谱遥感图像中每个波段的信噪比；(2c)将高光谱遥感图像中所有波段中的信噪比大于30dB的波段组成干净波段组，将高光谱遥感图像中所有波段中的信噪比小于等于30dB的波段组成噪声波段组；(3)构造四维数据块：(3a)将噪声波段组数据划分为N个大小为4×4×4的三维数据块，N为大于等于1的整数；(3b)在划分后的N个三维数据块中任意选取一个三维数据块作为参考块；(3c)利用相似性计算公式，计算每个三维数据块与参考块之间的相似性系数；(3d)将所有与参考块之间的相似性系数小于2.8的三维数据块组成一个四维数据块；(4)对四维数据块进行经验维纳滤波：利用经验维纳滤波器，对四维数据块进行滤波，获得去噪后的四维数据块；(5)输出去噪后高光谱遥感图像：将去噪后的四维数据块中的所有数据，返回到高光谱遥感图像中，输出去噪后的高光谱遥感图像。2.根据权利要求1所述的基于四维块匹配滤波的高光谱遥感图像去噪方法，其特征在于：步骤(2b)中所述的信噪比计算公式如下：其中，SNRi表示高光谱遥感图像中第i个波段的信噪比，log表示以10为底的对数操作，∑表示求和操作，si(k)表示高光谱遥感图像的信号图像中第i个波段中第k个元素的值，ni(k)表示高光谱遥感图像的噪声图像中第i个波段中第k个元素的值。3.根据权利要求1所述的基于四维块匹配滤波的高光谱遥感图像去噪方法，其特征在于：步骤(3c)中所述的相似性计算公式如下：其中，dn表示第n个三维数据块与参考块之间的相似性系数，|·|表示取绝对值操作，CR表示噪声波段组数据划分后的N个三维数据块中所选取的参考块，Cn表示噪声波段组数据划分后的N个三维数据块中第n个三维数据块。2CN107146206A说明书1/4页基于四维块匹配滤波的高光谱遥感图像去噪方法技术领域[0001]本发明属于图像处理技术领域，更进一步涉及高光谱图像滤波处理技术领域中的一种基于四维块匹配滤波BM4D(Block-Matchingand4Dfiltering)的高光谱遥感图像去噪方法。本发明可用于对高光谱遥感图像的噪声进行抑制。背景技术[0002]高光谱遥感图像是最近几十年发展起来的一种新兴遥感图像，它能更为全面，更为详细地描述地物特征。然而，高光谱遥感图像在成像及传播过程中受到很多复杂因素影响，会引入大量噪声，对高光谱遥感图像后续的应用带来很大困难。目前的高光谱遥感图像去噪方法主要分为两类：一类是基于变换域滤波的高光谱遥感图像去噪方法，该方法是对高光谱遥感图像采用某种变换方法，在变换域对高光谱遥感图像进行去噪处理；另一类是基于空间域滤波的高光谱遥感图像去噪方法，该方法是利用相邻像元间的相关性对高光谱遥感图像进行去噪。[0003]MaggioniM，KatkovnikV，EgiazarianK三人在其发表的论文“Nonlocaltransform-domainfilterforvolumetricdatadenoisingandreconstruction”(IEEETransactionsonImageProcessingAPublicationoftheIEEESignalProcessingSociety,2013,2