[发明专利]一种数字影像的匀光方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字图像处理领域，尤其涉及一种数字影像的匀光方法。

背景技术

我国自行研制的第一台大面阵彩色CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)数字航测相机，采用1个9k×9k的CCD记录全色影像和3个2k×2k的CCD分别记录RGB(Red Green Blue，红绿蓝)分波段影像。在影像的获取过程中，由于内部和外部环境等因素的干扰，使得一幅影像内不同部分色调、亮度、反差等存在不同程度的差异。这种现象一般称之为不均匀光照现象。这种不均匀光照现象在数字航空影像上表现为色彩和亮度的不均匀分布。造成这种现象的原因是多方面的。比如光学透镜成像的不均匀性(光通过物镜后在焦平面上的照度从中心向边缘是逐渐减小的)，大气衰减，云层、烟雾影响以及向阳、背阳等造成的光照条件不同等。由于这些因素的影响，使航空影像呈现出以下几个特点：光照最强处不一定是影像的几何中心点；影像亮度以及反差的分布是不均匀的；不均匀的影像亮度、反差的分布是不规则的，存在一些不规则的亮度变化和孤立的亮度变异。正是由于这种不均匀光照现象的存在，直接影响了航空影像和影像镶嵌的质量，使镶嵌结果呈现出明显的明暗不一，色彩分布不均，进而影响了大型无缝影像库色彩平衡的实现。同时，也不同程度地影响了航空影像的应用以及进一步处理(如特征提取、目标识别、分类、解译等)。因此，对这种不均匀光照现象进行研究和处理，获得高质量的数字航空影像，具有重要的理论和实际应用价值。对数字航空影像进行消除不均匀光照的处理，称为匀光处理。

当前，对于航空影像的色彩平衡处理，比较有代表性的处理方法是用数学模型模拟影像亮度变化，然后再对影像不同部分进行不同程度的补偿，从而获得亮度、反差均匀的影像。遥感图像处理软件ERDASIMAGINE8.5中的色彩平衡功能采用的就是这种方法，它提供了4种数学模型来模拟影像亮度的变化。但是由于造成影像亮度、反差分布不均匀的原因很多，而且是不规则的，因此影像中一些不规则的亮度变化和孤立的亮度变异很可能会导致模拟影像亮度变化的失败，最终严重影响匀光处理的效果。不透明处曝光量少，使得像片上较大密度和较小密度都过多的出现，导致照度不均匀。匀光技术就是在晒印像片时，通过对曝光过强和曝光过弱的地方进行补偿，获得照度均匀的光学像片。

目前的影像匀光方法还有马斯克匀光方法，该方法认为不均匀光照的原始影像可以看成是由受光均匀的信号影像叠加了一个非均匀背景影像的结果，匀光的目的是从原始影像中减去背景影像。这种方法要求事先准确地模拟出背景影像，才能得到较好的匀光效果。然而，诸多因素影响着背景影像，寻找背景影像是一件困难的事情，而且不同原始影像的背景可能不尽相同。

因此，需要一种能够适应多误差源的数字影像匀光方法，以获得较好的匀光效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种数字影像的匀光方法，能够获得更好的数字影像匀光效果。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种数字影像的匀光方法，包括：

(a)对待处理的数字影像进行小波变换，生成第一子带影像、第二子带影像、第三子带影像和第四子带影像4个子带影像，所述第一子带影像的小波系数为近似系数，所述第二子带影像的小波系数为水平细节系数，所述第三子带影像的小波系数为垂直细节系数，所述第四子带影像的小波系数为对角细节系数；

(b)对所述第一子带影像作近似系数调整，用衰减算子作用于所述近似系数，使所述近似系数中的大值减小、小值增大；

(c)对所述第二子带影像、第三子带影像和第四子带影像作细节系数调整，对所述水平细节系数、垂直细节系数和对角细节系数分别作线性增强；

(d)对作过系数调整后的第一子带影像、第二子带影像、第三子带影像和第四子带影像进行小波逆变换，得到重建后的数字影像。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，步骤(b)中，所述用衰减算子作用于所述近似系数具体为：用衰减算子作用于多尺度分解后的近似系数。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，步骤(b)中，所述衰减算子为Φ(x，y)：