[发明专利]一种基于月球图像MTF自适应获取方法、系统、计算机设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种基于月球图像MTF自适应获取方法、系统、计算机设备及存储介质，属于图像处理领域。本发明的基于月球图像MTF自适应获取方法，基于Hough变换的自适应刃边法，在现有调制传递函数算法的基础上，结合Hough变换与边缘检测算法，实现了从月球图像中提取目标直刃边。通过验证，结果表明自适应刃边法大大提高了月球刃边选取的精度，得到的调制传递函数明显优于现有刃边法。本发明实现了快速准确地获取月球刃边，避免了刃边法在测定卫星在轨MTF过程中对刃边选取位置的依赖，克服了传统算法将刃边区域选定的局限性。

技术领域

本发明属于图像处理领域，尤其是一种基于月球图像MTF自适应获取方法、系统、计算机设备及存储介质。

背景技术

目前在轨卫星调制传递函数计算方法有刃边法、标靶法和脉冲法。由于对图像数据要求不高、易于操作、效果好等特点，刃边法广泛应用于遥感光学系统质量的评价。传统光学卫星传感器的调制传递函数计算方法大多基于空间域与频率域分析。这种研究方法以图像中的边缘或边界为研究对象，经过图像配准、边缘选取、噪声过滤、数据插值等步骤，拟合出一条边缘扩散函数，从而得到光学系统的调制传递函数。国外学者利用IKONOS、GOES-9、MODIS、VIIRS、Himawari-8/AHI等卫星传感器观测到的月球图像，做了很多在轨MTF测定工作，检测结果表明以月球为目标计算在轨MTF是可行的，而对于月球边缘选取，大多都是选取月球东/西和或南/北方向上较小的弧形刃边作为直刃边。国内也有一些采用刃边法评估卫星光学系统在轨MTF的研究，陈博洋采用FY-2G中波红外波段观测的月球，以月球图像左侧第16行作为刃边区域中间位置检测MTF，并根据算出的MTF进行图像复原；陈林,陈海龙等人以月球为输入计算风云2号G星可见光波段在轨MTF性能，选取月球赤道位置上竖直方向的边沿数据，将月球边缘近似为直刃边，算出MTF并与不同目标图像的MTF结果比较；吴同舟,王浩等人对“高分四号”卫星捕获的月球图像开展了在轨MTF测试，利用边缘检测算子提取月球圆形边缘，设计了一种针对圆形刃边的调制传递函数算法。

基于月球目标的刃边法在轨MTF研究的大部分文献在刃边选取上存在一定主观性、缺乏灵活性，很难适用于不同遥感器或同一遥感器不同通道所拍摄的月球图像。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于月球图像MTF自适应获取方法、系统、计算机设备及存储介质。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于月球图像MTF自适应获取方法，包括以下步骤：

(1)获取原始月球图像，进行中值滤波和灰度化处理；

(2)通过边缘追踪算子对所述月球进行边缘检测，将得到的检测结果做二值化处理，得到月球二值化边缘图；

(3)剔除所述月球二值化边缘图中不连续的像素，得到消除月坑影响的月球边缘图；

(4)利用Hough变换，找出所述月球边缘图上的近直线，提取出作为候选刃边；

(5)根据刃边法选取刃边的预设条件，在候选刃边中选出水平刃边和垂直刃边；基于水平刃边和垂直刃边，利用刃边法算出卫星光学系统的在轨MTF；

其中，水平刃边用于计算纵向MTF，垂直刃边用于计算横向MTF。

进一步的，步骤(5)中，所述水平刃边和垂直刃边根据候选刃边的弧长和倾斜角来确定。

进一步的，步骤(5)中，利用刃边法计算出的卫星光学系统的在轨MTF包括横向MTF和纵向MTF。

进一步的，步骤(5)中，利用刃边法计算月球图像的MTF的具体过程为：