[发明专利]一种卫星图像序列云区修补方法和装置

权利要求书

1.一种卫星图像序列云区修补方法，其特征在于，包括：

从目标区域的多张多光谱图像中分别识别并扩大云区域和云下阴影区域，生成多张单波段图像；

对多张所述多光谱图像和所述多张单波段图像对应的多张云掩膜图像，按照预设波段采用最近邻插值法，生成各所述单波段图像的缩略图和各所述云掩膜图像的缩略图；

根据各所述单波段图像的缩略图，计算结构相似性指数和云盖量，通过所述结构相似性指数、所述云盖量、缩略图的获取时间间隔，计算各所述单波段图像之间的相似度；

根据各所述单波段图像之间的相似度，计算修补所述多光谱图像所需要的至少一个参考图像，以及各所述参考图像的修补顺序，所述参考图像选自于多张所述多光谱图像中一张或多张；

根据所述单波段图像对应的云掩膜图像，确定所述多光谱图像的修补区域；

根据所述修补顺序，将所述多光谱图像的修补区域的像素值，替换为所述参考图像的非云区域的像素值，得到替换修补图像；

记录所述修补区域中每张多光谱图像对应的各参考图像的编号值，得到替换参考掩膜图像；

通过泊松融合对所述目标区域中的各所述替换修补图像和各所述替换参考掩膜图像进行云修补。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从目标区域的多张多光谱图像中分别识别并扩大云区域和云下阴影区域，生成多张单波段图像，包括：

从所述多光谱图像中识别云区域和云下阴影区域，生成待选云掩膜图像；

将所述待选云掩膜图像中小于第一预设像素值的云区域和云下阴影区域重新标记为清晰地表，将小于第二预设像素值的清晰地表重新标记为云区域；

将重新标记的云区域以半径不超过第一扩展像素的尺度膨胀，并将重新标记的云下阴影区域以半径不超过第二扩展像素的尺度膨胀，获得所述云掩膜图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各所述单波段图像之间的相似度，计算修补所述多光谱图像所需要的至少一个参考图像，以及各所述参考图像的修补顺序，包括：

根据各所述参考图像与所述单波段图像的相似度排序，依次使用所述参考图像的缩略图中的非云区域像素，填充所述单波段图像对应的多光谱图像中的标记区域，所述标记区域由所述单波段图像对应的云掩膜图像的缩略图标记；

在所述标记区域被填充完毕或填充区域不再减少的情况下，记录填充过程中用到的参考图像和对应的修补顺序。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过泊松融合对所述目标区域中的各所述替换修补图像和各所述替换参考掩膜图像进行云修补，包括：

所述多光谱图像修补区域外的引导向量值为0；

将所述多光谱图像的边界划分为修补区域边界和修补区域内部边界；

对于所述修补区域内部边界位置的引导向量值，采用来自相同参考图像的邻近像素值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过所述结构相似性指数、所述云盖量、缩略图的获取时间间隔，计算各所述单波段图像之间的相似度，包括：

通过结构相似性指数、图像获取时间、云盖量计算所述相似度，计算公式如下：

其中，a、b、c为加权系数，S_ij为所述单波段图像的缩略图I_i与I_j的相似度，SSIM(I_i,I_j)为所述缩略图I_i与I_j的结构相似性指数，T_ij为所述缩略图I_i与I_j的获取时间间隔，C_j为所述缩略图I_j的云盖量，C_ij为所述缩略图I_i与I_j的公共云区域与云下阴影区域，M_ij为云掩膜缩略图M_i与M_j中公共的非0像素数量。