[发明专利]基于全球色彩特征库遥感影像自动匀色的方法

说明书

本发明公开了一种基于全球色彩特征库遥感影像自动匀色的方法，该方法包括：S1多尺度空间色彩库的构建，应用地物色彩真实，辐射质量良好的多源遥感影像在不同的分块尺度上分别统计均值、方差，结合地物纹理及光谱特征，建立覆盖全球范围的多尺度空间色彩特征库，S2根据具体的匀色需求对空间色彩库进行局部更新；S3基于空间色彩库与wallis滤波器对遥感影像自动匀色处理。本发明的有益效果：本申请提出的基于多尺度空间色彩库的自动匀色技术，有效避免大规模遥感影像生产中制作匀色模板的工作量，同时满足单张影像内部与多张影像之间，以及大范围镶嵌影像的匀色需求，多尺度的统计信息有利于满足不同数据源、不同分辨率影像的色彩一致性处理。

技术领域

本发明涉及数字正射影像图制作匀色技术领域，具体来说，涉及一种基于全球色彩特征库遥感影像自动匀色的方法。

背景技术

由于获取光学遥感影像的传感器特性，以及影像获取时间、拍摄环境等多种因素的影响，使得遥感影像在色彩上会存在不同程度的差异，这种差异会给遥感影像在数字正射影像图制作、影像判读、影像解译等工程领域的应用造成不同程度的影响，为了消除影像的色彩差异，需要对影像进行色彩一致性处理，按照生产需求，将遥感影像的匀光匀色处理分成三种场景：一是对单张影像内部的色彩一致性处理，二是为保证整个测区最终成图的色彩一致性而进行的多幅影像之间的匀光匀色处理，三是对镶嵌后的大范围影像镶嵌成果进行的色彩一致性处理。

传统的影像色彩一致性处理主要依靠技术人员使用图像处理软件进行人工调节，工作量大及主观性强，难以满足规模逐渐增大的生产需求，近年来，国内外业界专家陆续提出新的理论和方法，具有代表性的有Mask匀光算法和基于Wallis滤波的匀光算法，Mask匀光是利用低通滤波的原理从原始影像中减去不均匀的背景影像以获得亮度均匀的影像，这种方法在针对单幅影像的匀光处理中应用较多，但是对于细节较多的大面积测区往往难以使用统一的参数批量处理，容易造成整体反差不均匀，Wallis滤波方法常被应用于影像之间的色彩一致性处理，为了使整个测区的影像拥有统一的色彩基准且不受影像处理顺序的影响，需要确定一个目标均值和目标标准差，通常的做法是选择一幅具有代表性的标准片，即匀色模板，所有的影像以匀色模板为基准进行匀色处理，由于均值和标准差都是统计值，匀色模板与待处理影像的尺寸不宜相差太大，否则容易造成地物色彩的失真，在工程应用中，为了获取较优的匀色效果，匀色模板的选取和制作成为一项繁琐的工作，比如厉芳婷等人提出首先对降分辨率拼接输出的生产测区正射影像进行人工调色，然后以调节后的低分辨率影像作为匀色模板对原分辨率影像进行匀色，这种方法需要对整测区的影像完成两次拼接，而且需要对作为匀色模板的低分辨率影像进行人工调色，增加了工作量，此外，对于多种数据源、多种分辨率、多种幅面大小的影像混合的较大测区，使用单一模板对整测区的影像进行处理容易造成不同类型的地物色彩过分趋近一致，造成不同类型地物之间的区分度下降，另一方面，在遥感正射影像工程化生产中，不同分包单位的处理成果、同一单位不同批次的处理成果、以及不同作业人员的处理成果都难以避免存在色彩方面的差异，因此如何保证不同分包数据在处理过程中拥有统一的色彩基准以及如何对不同测区的成果影像进行进一步的一致性处理都对匀光匀色的技术和方案提出了新的要求。

上述现有匀光匀色技术在大规模遥感影像生产中存在的技术缺陷具体包括：

1）国产光学卫星影像色彩较弱，特别是资源一号02C的原始影像本身缺少足够的可见光波段，现有匀光匀色技术无法满足较高的工艺制图要求；

2）在大地理范围、多数据源、不同分辨率以及影像质量参差不齐等复杂数据条件下，传统匀色技术易造成色彩偏差的积累和传递，难以兼顾地物色彩的保真和影像间色彩的均匀过渡；

3）覆盖大区域的多尺度色彩特征库能够为工程化的多分包、多批次影像生产提供统一的色彩基准，有效减少大范围匀色模板制作带来的工作量。

发明内容