[发明专利]一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法，属于光学遥感影像处理领域。 

背景技术

线阵CCD被广泛应用于航空、航天光学遥感器，以及测量、控制等领域，为了扩大视场或增大测量范围，需要增加像元数，最有效便利的途径是将多片线阵CCD组装在一起，即CCD拼接。法国SPOT卫星的HRV相机就是成功地使用CCD拼接技术。 

线阵CCD拼接主要有机械拼接、电子学拼接和光学拼接。机械拼接就是将CCD首尾相连，使之在一条直线上，然而直接拼接时CCD器件之间会产生缝隙，并且要保证拼接直线度要求，元器件摆放复杂，因此，实现精确拼接的难度大。电子学拼接是使两片CCD在图像推扫方向上错开一定位置，使两片CCD所成的图像拼成一幅，这种拼接方法要求对数据进行再处理以及大的存储容量，给电学处理带来困难。 

光学拼接目前由于全反射膜的存在，使会聚光被遮挡，有部分会聚光照不到拼接边缘处的CCD元，而且光的强度会随着远离边缘将加强恢复到正常值。能量衰减导致重叠区域响应不一致性，导致拼接区能量不能有效补偿，若重叠区域直接相加则放大噪声。目前国内全反射拼接相机在遥感卫星中开始应用，但是，对全反射拼接相机拼接模式特别是能量衰减区域补偿的研究少，张星祥等人在专利《基于曲面拟合的反射镜拼接渐晕消除装置(申请号：201110216522)》中基于最速下降法实现图像二维拟合曲面，获得参数估计。 

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种面向全反射 光学拼接相机的能量补偿以及色差消除方法。该方法能充分利用卫星发射前的实验室定标数据进行校正，有效保证能量的补偿，针对卫星在轨运行一定周期后，利用大量在轨卫星图像数据建立能量损失探测器的灰度映射查找表，从而解决了由于全反射相机光学拼接引起的拼接区域附近能量衰减问题，确保重叠区域像元的有效利用。 

本发明的技术解决方案是： 

1、一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法，其特征在于，通过以下步骤实现： 

(1)计算实验室定标图像的有效灰度均值； 

卫星发射前在实验室通过调整积分球定标灯的辐亮度等级，获得全反射式光学相机在某增益、某积分级数下的L幅定标图像；L为正整数； 

计算L幅定标图像中每片CCD有效区域的灰度均值，称为有效灰度均值，有效灰度均值作为该片CCD的输出期望值；所述有效区域是指除能量损失区域之外的正常区域；所述能量损失区域是指光学全反射式拼接相机在相邻两片CCD搭接附近，由于全反射膜的存在而导致的光线遮挡区域； 

(2)计算定标图像能量损失区域每列的第一次能量补偿系数； 

所述计算定标图像能量损失区域每列的第一次能量补偿系数计算如下：