一種圖像條帶噪聲及壞線消除方法

【技術領域】

[0001] 本發明屬于遙感圖像處理領域，具體涉及一種圖像條帶噪聲及壞線消除方法。

【背景技術】

[0002] 目前多數航空或航天光學遙感圖像均以線陣推掃方式獲取，當傳感器線陣上某一 傳感器出現故障時，就會造成采集的圖像中有壞線出現。一部分壞線完全沒有數值，無法使 用；另一部分則數值顯著高于其它像素形成亮線，或數據顯著低于其它像素形成暗線，這一 部分數據則可以通過處理使其成為正常像素繼續使用。

[0003] 目前的主要的環線去除算法為均值替換法和矩濾波方法。均值替換法是利用與壞 線相臨的兩例數據求平均值代替壞線數據，這種方法完全舍棄了亮線或暗線中有用的數 據，造成了信息的損失。矩濾波方法則是利用相臨圖像的均值和方差為參考，使亮線或暗線 的均值與方差與之相等，但實際上壞線的均值和方差不可能與相臨像素相同，因此處理后 可能會有明顯的誤差。

[0004]數據傳感器的光電子元件，在接受的光信號之后，通過放大器放大，將光信號轉化 成電信號，測量的地物輻射亮度值為：

[0005] 〇Ν=α*Ι+β (1)

[0006] 其中α代表放大器的增益，I代表傳感器接收到的光信號強度，β代表為消除傳感器 中的暗電流所加入的偏移量。α值隨傳感器的不同有所變化，β同α-樣除隨傳感器發生變化 外，還受到傳感器溫度、時間的變化影響。線陣推掃成像方式的傳感器，因此沿掃描帶方向 的同列數據為同一傳感器接收的數據，具有相同的α值和Μ直，因此壞線產生的原因主要由α 和邱勺誤差造成。所以只要確定合適的α、β即可以實現對壞線的去除。一般情況下，傳感器在 出廠以前α值已經經過準確的校正，造成的誤差往往較小。β值則不停的變化，需要傳感器在 成像前對暗電流進行測量確定，因此產生的誤差可能性較大。因此合理調整m直可以實現對 壞線的消除。

【發明內容】

[0007] 本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種應用于線陣推掃方式成像的傳感 器的圖像條帶噪聲及壞線消除方法，通過對圖像進行計算，消除影像中的非零值或飽和值 壞線，以及圖像中的條帶噪聲。

[0008] 本發明是這樣實現的：

[0009] -種圖像條帶噪聲及壞線消除方法，具體包括如下步驟：

[0010] 步驟1:設圖像為Μ行N列，計算圖像的均值和各列的像素均值；

[0011 ]步驟2 :選取列像素均值與圖像均值最接近的一列作為參考列，假設為第J列，令jL =jR = J〇

[0012] 步驟3:對第jL_l列像素，求數值仇，使得

[0013]

[0015] β表示像素值應加入的偏移量，見公式(l);p(i，j)為為圖像中第i行的第j列像素 的值;將圖像以第J列為中心，分為兩部分，左側的計算用九表示，右側計算用j R表示；

[0016] 步驟4:計算p(jL-l，i)=p(jL-l，i)+βl，p(jR+l，i)=p(jR+l，i)+β2;i = l，2…M· [0017]步驟5:將步驟4得到的jL_l和jR+l作為新參考列，即分別令九=九-1，加=加+1。重 復步驟3和步驟4;若九=2,則結束九對應算式的計算;j_r = N-1貝lj結束j_r對應算式的計算；

[0018] 如上所述的步驟30中βι和02計算可利用如下步驟進行：

[0019] (1)圖像中的相鄰兩列像素，對于i = l，2,…Μ，計算Δ pi = p( j，i)-p( j+1，i)，則Δ P={ ΔΡ1，Δρ2…ΔρΜ};其中M為圖像的行數，p(i, j)為圖像中第i行的第j列像素的值，APi 是同一行相鄰的兩個像素的差值。

[0020] (2)對ΔΡ中的元素按大小進行排序，開$成新序列ΔΡ={ Δρ^，Δρ、··· Δρ、}。

[0021 ] (3)貝旭=Δ pV〗，即Δ ρ向量各元素的中位數。

[0022] 本發明的有益效果是：

[0023] 本發明可以有效的消除影像中的垂直或水平條帶噪聲，經過處理后的圖像不存在 明顯的條帶噪聲現象。為了進一步驗證方法的準確性，對質量較高的無條帶噪聲數據進行 驗證計算，目的是為了解算法是否會對無條帶數據進行錯誤的調整，對Aster數據進行的計 算表明，各列的m直大部分為〇，僅有極個別為1或2，說明本方法確定的β值精度較高。

【附圖說明】

[0024] 圖1是本發明的一種圖像條帶噪聲及壞線消除方法的流程圖。

【具體實施方式】

[0025]下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步描述。

[0026]如圖1所示，一種圖像條帶噪聲及壞線消除方法，具體包括如下步驟：

[0027]步驟1:設圖像為Μ行Ν列，計算圖像的均值和各列的像素均值；

[0028] 步驟2:選取列像素均值與圖像均值最接近的一列作為參考列，假設為第J列，令九 =jR = J〇

[0029] 步驟3:對第jL_l列像素，求數值仇，使得

[0032] β表示像素值應加入的偏移量，見公式(1);1)(1，」)為為圖像中第1行的第」列像素 的值;將圖像以第J列為中心，分為兩部分，左側的計算用jL表示，右側計算用j R表示；

[0033] 步驟 4:計算 p( jL_l，i)=p( jL_l，i)+0i，p( j_R+l，i)=p( jR+l，i)+&;i = l，2......M.

[0034] 步驟5:將步驟4得到的jL_l和jR+l作為新參考列，即分別令jL = jL-l，jR = jR+l

[0036] (1)圖像中的相鄰兩列像素，對于i = l，2,......M，計算Δ pi = p( j，i)-p( j+1，i)，則 AP={ ΔΡ1，Δρ2…ΔρΜ};其中M為圖像的行數，p(i, j)為圖像中第i行的第j列像素的值，Δ Pi是同一行相鄰的兩個像素的差值。

[0037] (2)對ΔΡ中的元素按大小進行排序，形成新序列ΔΡΗΔ?Λ,Δρ'^Δρ'Μ}。

[0038] (3)貝旭=Δρ'Μ/2,即ΔΡ向量各元素的中位數。

[0039]試驗表明，該方法可以有效的消除影像中的垂直或水平條帶噪聲，經過處理后的 圖像不存在明顯的條帶噪聲現象。為了進一步驗證方法的準確性，對質量較高的無條帶噪 聲數據進行驗證計算，目的是為了解算法是否會對無條帶數據進行錯誤的調整，對Aster數 據進行的計算表明，各列的m直大部分為〇，僅有極個別為1或2，說明本方法確定的β值精度 較高。

【主權項】

1. 一種圖像條帶噪聲及壞線消除方法，具體包括如下步驟： 步驟1:設圖像為Μ行N列，計算圖像的均值和各列的像素均值； 步驟2:選取列像素均值與圖像均值最接近的一列作為參考列，假設為第J列，令jL = jR =J〇 步驟3:對第jL-1列像素，求數值βι，使得為最小值;對第jR+1列像素，求數值防，使得為最小值。 β表示像素值應加入的偏移量，見公式(1);P(i，j)為為圖像中第i行的第j列像素的值； 將圖像W第J列為中屯、，分為兩部分，左側的計算用jL表示，右側計算用jR表示； 步驟 4:計算 p( jL-l，i)=p(jL-l，i)+0i，p( jR+l，i)=p(jR+l，i)+02;i = l，2...M. 步驟5:將步驟4得到的jL-1和jR+1作為新參考列，即分別令北=北-1〇'1^叫1^+1。重復步 驟3和步驟4;若北=2,則結束北對應算式的計算;jR = N-l則結束jR對應算式的計算。2. 根據權利要求1所述的圖像條帶噪聲及壞線消除方法，其特征在于:所述的步驟30中 &和防計算可利用如下步驟進行： (1) 圖像中的相鄰兩列像素，對于i = l，2,…M，計算Δ pi = p( j，i)-p( j+1，i)，則Δ P = { Δρι，Δρ2. . . Αρμ};其中Μ為圖像的行數，p(i, j)為圖像中第i行的第j列像素的值，Api是 同一行相鄰的兩個像素的差值。 (2) 對ΔP中的元素按大小進行排序，形成新序列ΔP={Δp'l，Δp'2...ΔpΔM}。 (3) 貝化=Δρ'Μ/2,即ΔΡ向量各元素的中位數。

【專利摘要】本發明屬于遙感圖像處理領域，具體涉及一種圖像條帶噪聲及壞線消除方法，的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種應用于線陣推掃方式成像的傳感器的圖像條帶噪聲及壞線消除方法，通過對圖像進行計算，消除影像中的非零值或飽和值壞線，以及圖像中的條帶噪聲。本發明可以有效的消除影像中的垂直或水平條帶噪聲，經過處理后的圖像不存在明顯的條帶噪聲現象。為了進一步驗證方法的準確性，對質量較高的無條帶噪聲數據進行驗證計算，目的是為了解算法是否會對無條帶數據進行錯誤的調整，對Aster數據進行的計算表明，各列的β值大部分為0，僅有極個別為1或2，說明本方法確定的β值精度較高。

【IPC分類】G06T5/00

【公開號】CN105551003

【申請號】CN201510961793

【發明人】陸冬華, 趙英俊, 張東輝, 周覓

【申請人】核工業北京地質研究院

【公開日】2016年5月4日

【申請日】2015年12月21日

總結

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