[发明专利]一种全变分光学遥感图像海面耀斑去除方法

说明书

本发明公开了一种全变分光学遥感图像海面耀斑去除方法，包括：将被耀斑污染的光学遥感退化图像X输入预设的高阶纹理全变分耀斑去除模型，将高阶纹理全变分耀斑去除模型的求解问题转换为包含多个子问题的数值优化问题，求解所述包含多个子问题的数值优化问题，获得纯净的遥感图像Y；该高阶纹理全变分耀斑去除模型为将光学遥感退化图像X视为一个纯净的遥感图像Y和一个耀斑图像Z的叠加的函数关系X=Y+Z建立便于区分耀斑和背景信息的纯净的遥感图像Y的函数表达式、并引入纹理的高阶全变分项得到。本发明实现光学遥感图像海面耀斑去除，不需要利用任何辅助数据和波段信息，能够有效去除耀斑且保留地物信息。

技术领域

本发明涉及遥感图像处理技术，具体涉及一种全变分光学遥感图像海面耀斑去除方法。

背景技术

遥感图像提供了丰富的光谱信息，可以更好地识别地物。但是遥感成像通常需要特定的条件，如充足的阳光或者卤素光等，在户外采集数据时，由于太阳光线在海水上形成的镜面反射，导致图像对比度降低、场景局部信息丢失，即出现耀斑现象，从而影响接下来的识别和分析，如水下生态研究和监测水质污染状况。因此解决水面耀斑干扰问题成为重要的环节。

传统方法主要是通过考虑风速、海浪坡度与耀斑强度之间的关系来去除耀斑。这种方法需要引入额外的数据来建立耀斑强度的概率密度函数，如风速和海浪坡度等，实际中这些额外数据很难精确测量。近年来，研究者们主要基于一种假设来去除耀斑，他们认为近红外波段的离水辐射强度等于零，不为零则为耀斑。然后通过设计各种不同额的方法来建立可见光与近红外波段之间的关系，来实现去除耀斑的目的。

如，D. R. Lyzenga等的《Multispectral bathymetry using a simplephysically based algorithm》（IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol. 44, no. 8,pp. 2251–2259, Aug. 2006.）利用协方差来建立可见光与近红外波段的关系。J. A.Goodman等的《Influence of atmospheric and sea-surface corrections on retrievalof bottom depth and reflectance using a semi-analytical model: a case studyin Kaneohe bay, Hawaii》（Appl. Opt., vol. 47, no. 28, pp. F1–F11, Oct. 2008.）引入一种偏移量来纠正每个像元，该偏移量通过利用640nm和750nm两个波段信息来得到。T. Kutser等的《A sun glint correction method for hyperspectral imagerycontaining areas with nonnegligible water leaving NIR signal》（Remote Sens. Environ., vol. 113, no. 10, pp. 2267 – 2274, 2009.）近红外波段的氧气吸收特性来评估耀斑强度。这些方法在干净的水域可以实现较好的效果，但是在复杂场景下，通常不能很好地去除耀斑。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种全变分光学遥感图像海面耀斑去除方法，本发明能够实现光学遥感图像海面耀斑去除，不需要利用任何辅助数据和波段信息，将耀斑去除问题转换为优化求解问题，退化图像被建模成一个纯净的遥感图像和耀斑图像，能够有效去除耀斑且保留地物信息。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：