[发明专利]八通道多光谱成像数据处理方法

权利要求书

1.一种八通道多光谱成像数据处理方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、多光谱图像预处理；

步骤二、多光谱图像预配准；

步骤三、波长定标；

步骤四、辐射定标；

步骤五、光谱曲线构建；

步骤六、多光谱图像颜色计算；

步骤七、多光谱图像特征提取；

步骤八、光谱与颜色匹配。

2.一种八通道多光谱成像数据处理方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、多光谱图像预处理，包括光谱图像噪声去除、CCD均匀性校正和CCD非线性校正等；

所述光谱图像噪声去除是使用临域平均法和中值滤波法去除椒盐噪声；

所述CCD均匀性校正通过对具有均匀亮度分布的平面目标进行成像，然后根据CCD各个像素的响应值计算并提取CCD表面各个像素的均匀性校正系数，并将这些系数保存到软件系统的定标文件中；

所述CCD非线性校正通过对具有不同亮度等级的目标进行测量，然后根据各个亮度等级的响应数据，采用曲线拟和或其它数学方法来获取非线性校正系数；

步骤二、多光谱图像预配准，包括图像边缘提取和根据边缘提取后的特征点进行图像变换；

所述图像边缘提取通过以下方法进行：

对于二维图像信号，先用下述的Gauss函数来进行平滑：

G(x,y,σ)=12πσ2exp(-12σ2(x2+y2))]]>

G(x，y，σ)是一个圆对称函数，其平滑的作用可通过σ来控制，由于对图像进行线性平滑，令g(x，y)为平滑后的图像，得到：g(x，y)＝G(x，y，σ)*f(x，y)，其中f(x，y)是平滑前的图像；

由于边缘点是图像中灰度值变化剧烈的地方，这种图像强度的突变将在一阶导数中产生一个峰，或等价于二阶导数中产生一个零交叉点，而沿梯度方向的二阶导数是非线性的，所以用Laplacian算子来替代，即用：

▿2g(x,y)=▿2(G(x,y)*f(x,y))=(▿2G(x,y,σ))*f(x,y)]]>

的零交叉点作为边缘点，式中为LOG滤波器，

▿2G(x,y,σ)=∂2G∂x2+∂2G∂y2=1πσ4(x2+y22σ2-1)exp(-12σ2(x2+y2))]]>

上式就是LOG边缘检测算子，LOG算子是对视网膜神经节感受野空间组织的近似，可看作由一个兴奋中心区和一个抑制性周边区组成，以62σ×62σ大小的模板形式出现，σ取不同的值时，则可用算子检测不同尺度下的图像边缘，通常，我们取σ≥1，用上述LOG边缘检测算子对图像进行边缘检测即提取到图像边缘；

所述图像变换使用刚性变换，变换公式如下：

x′y′=kcosθsinθ-sinθcosθxy+ΔxΔy]]>

式中：(x，y)是第一幅图像即基准图像的点，经变换后对应第二幅图像中的(x′，y′)，而k、θ及Δx和Δy分别是第一幅图与第二幅图的比例因子、旋转因子和坐标平移量，这些参数由人工操作获取；

步骤三、波长定标，选择三次样条插值方法，根据滤光片的数量建立相应数量点已知波长反射率数据的样条曲线，即光谱反射率函数曲线，根据所得到的函数曲线，在每两个已知波长之间按照均匀步长对波长进行分割，就得到其它波长的光谱反射率数据；

步骤四、辐射定标，通过各种标准辐射源，在不同波谱段建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值与成像光谱仪输出的数字量化值之间的定量关系，选择已知光谱辐射特性的目标光源作为多光谱成像仪的测量对象，然后模拟多光谱成像仪的工作状态和环境；

步骤五、光谱曲线构建，采用三次样条插值函数建立光谱反射率曲线；

步骤六、多光谱图像颜色计算，包括计算图像颜色三刺激值、计算彩色图像RGB、计算图像色差和计算近红外亮度因素β值；

步骤七、多光谱图像特征提取，包括特征选择和特征提取；

步骤八、光谱与颜色匹配，包括基于三刺激值的颜色匹配、基于光谱的颜色匹配和光谱匹配。