一种成像光谱仪条带噪声去除方法.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CN108596850A(43)申请公布日2018.09.28(21)申请号201810368422.2(22)申请日2018.04.23(71)申请人中国科学院光电研究院地址100080北京市海淀区中关村东路95号(72)发明人聂博洋景娟娟周锦松杨雷何晓英李雅灿付锡禄冯蕾魏立冬(74)专利代理机构北京凯特来知识产权代理有限公司11260代理人郑立明郑哲(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)G06T5/40(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种成像光谱仪条带噪声去除方法(57)摘要本发明公开了一种成像光谱仪条带噪声去除方法，包括：使用小波基函数Haar，结合分解公式对待除噪波段图像进行一定次数的二维离散小波分解；在长波段选取条带噪声符合要求的图像作为基准图像，对基准图像做与待除噪波段图像相同次数的二维离散小波分解；对基准图像二维离散小波分解后得到的垂直细节分量进行直方图匹配，再替换至同维度的待除噪波段图像二维离散小波分解后得到的垂直细节分量；对垂直细节分量替换结果通过小波逆变换重组，完成除噪。该方法可以在消除条带噪声的同时，最大限度保留图像的原始信息。CN108596850ACN108596850A权利要求书1/1页1.一种成像光谱仪条带噪声去除方法，其特征在于，包括：使用小波基函数Haar，结合分解公式对待除噪波段图像进行一定次数的二维离散小波分解；在长波段选取条带噪声符合要求的图像作为基准图像，对基准图像做与待除噪波段图像相同次数的二维离散小波分解；对基准图像二维离散小波分解后得到的垂直细节分量进行直方图匹配，再替换至同维度的待除噪波段图像二维离散小波分解后得到的垂直细节分量；对垂直细节分量替换结果通过小波逆变换重组，完成除噪。2.根据权利要求1所述的一种成像光谱仪条带噪声去除方法，其特征在于，所述二维离散小波分解的公式如下：其中，sj、αj、βj、γj分别为分解后的低频小波系数、水平方向上的高频小波系数、垂直方向上的高频小波系数、对角方向上的高频小波系数；sj-1为分解前第j-1层的低频小波系数；h0、h1对应为低通滤波器、高通滤波器；k、m、l与i均为相应序列小波参数。通过二维离散小波分解后，得到近似分量cA1、水平细节分量cH1、垂直细节分量cV1和对角细节分量cD1。3.根据权利要求1或2所述的一种成像光谱仪条带噪声去除方法，其特征在于，图像的条带噪声集中于垂直细节分量，而不含噪声的有效信息集中于近似分量cA1；一次分解不能将条带噪声与有效信息完全分离，对近似分量cA1进行多次二维离散小波分解，直至得到完全不含条带噪声的近似分量cA1(n)。2CN108596850A说明书1/3页一种成像光谱仪条带噪声去除方法技术领域[0001]本发明涉及光谱图像处理技术领域，尤其涉及一种成像光谱仪条带噪声去除方法。背景技术[0002]成像光谱仪是20世纪80年代开始在多光谱遥感成像技术的基础上发展起来的,它以高光谱分辨率获取景物或目标的高光谱图像,通过内部的色散元件，可以同时获取目标空间维和光谱维的信息，达到“图谱合一”的效果。由于成像光谱仪高光谱分辨率的巨大优势,在空间对地观测的同时获取众多连续波段的地物光谱图像,达到从空间直接识别地球表面物质的目的,成为遥感领域的一大热点,正在成为当代空间对地观测的主要技术手段。[0003]条带噪声是常出现于高光谱影像数据的一种带状噪声，一般具有周期性和方向性的特点。条带噪声的产生原因是成像光谱仪中的各CCD器件光谱响应函数的不同而产生不同的输出，除此之外，工作环境和信号干扰等因素也会加剧条带噪声。条带噪声对影像的目视判读，光谱分析都会产生很大的影响，因此必须加以消除。[0004]现有的条带噪声的消除方法主要有如下两种技术方案：[0005]方案一：《高光谱图像中条带噪声去除方法研究》。该方案中条带噪声消除方法主要有直方图匹配法、矩匹配法及其改进方法等。直方图匹配法选取光谱仪的一个传感器产生的图像为参考图像，通过灰度直方图匹配的方法将其他传感器产生的图像与参考图像相匹配，达到消除条带噪声的目的；矩匹配法方法假设不同传感器对地物辐射特性均一，将各个传感器图像的均值和方差校准到一个参考传感器上，从而去除条带噪声。上述方案的缺点是：1、该方案只适用于进行几何校正前的高光谱图像，另外要求图像地物信息较简单，否则去条带效果较差。2、若图像较小或地物信息较复杂导致灰度分布不均匀，使用矩匹配法会破坏原始图像的光谱信息，且会沿垂直于CCD扫描的方向产生“带状效应”，造成图像失真。[0006]方案二：《基于小波变换的图像条带噪声去除方法》。该方案中提出了基于小波置零方法来消除条带噪声。将图