[发明专利]一种基于云图运算和多尺度生成对抗网络的光学遥感影像薄云去除方法

权利要求书

1.一种基于云图运算和多尺度生成对抗网络的光学遥感影像薄云去除方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)根据像素分布百分位数，去除光学遥感多云海面影像的背景，提取云层；

(2)计算补偿系数，补偿退化云层；

(3)将云层在大气光辅助下，融合到无云陆地影像，得到多云陆地影像；

(4)饱和修正多云陆地影像；

(5)基于(1)-(4)描述的云图运算，构建以无云陆地影像和薄云覆盖陆地影像组成的同场景影像对为样本单元的数据集；

(6)设计无云影像生成器和真伪无云影像判别器，构成多尺度生成对抗网络；

(7)用(5)构建的数据集训练多尺度生成对抗网络，通过训练好的无云影像生成器实现光学遥感影像薄云去除。

其中，(1)和(2)为云自减算子的执行过程；(3)和(4)为云景加算子的执行过程；云自减算子和云景加算子构成云图运算。

2.根据权利要求1所述的一种基于云图运算和多尺度生成对抗网络的光学遥感影像薄云去除方法，其特征在于所述的步骤(1)具体为：

根据像素分布百分位数，去除光学遥感多云海面影像的背景，提取云层。令I_cs表示包含无云区域和多云区域的M×N多云海面影像。设I_cs表示单一光谱通道的影像。根据第α百分位数按如下关系确定像素强度的阈值Γ：

P(I_cs(m,n)Γ)＝α

强度小于Γ的像素划分为背景区域。令1表示所有元素值都为1的M×N矩阵。如下去除海水背景：

I_α＝I_cs-Γ1

对于光学遥感影像的每个光谱通道，执行以下操作：

其中，当其变量为真时为1，否则为0。上操作得到去除海面背景的云层I_dc。

3.根据权利要求1所述的一种基于云图运算和多尺度生成对抗网络的光学遥感影像薄云去除方法，其特征在于所述的步骤(2)具体为：

计算补偿系数，补偿退化云层。补偿系数Λ如下计算：

用Λ按如下操作补偿影像中云层区域：

I_ci＝ΛI_dc

以上操作得到真实的云层I_ci。

4.根据权利要求1所述的一种基于云图运算和多尺度生成对抗网络的光学遥感影像薄云去除方法，其特征在于所述的步骤(3)具体为：

将云层在大气光辅助下，融合到无云陆地影像，得到多云陆地影像。令B表示光学遥感影像的最大强度值。计算云层遮挡影像如下：

令I_cfl表示无云陆地影像。将云层遮挡影像作用于无云陆地影像I_cfl，得到遮挡陆地影像I_ol：

其中⊙表示按元素相乘。

云层受大气光A影响，得到大气光云层I_aci：

I_aci＝I_ci⊙A1

遮挡陆地影像I_ol和大气光云层I_aci合成，得到多云陆地影像I_scs：

I_scs＝I_ol+I_aci

5.根据权利要求1所述的一种基于云图运算和多尺度生成对抗网络的光学遥感影像薄云去除方法，其特征在于所述的步骤(4)具体为：

饱和修正多云陆地影像。多云陆地影像I_scs最大像素值的坐标定位如下：

如果最大值超过B，按照以下公式更新大气光A的值：

基于自动调整后的大气光A，通过重复步骤(3)得到最终的合成多云陆地影像I_scs。