[发明专利]一种基于单景卫星影像的曝光融合方法

权利要求书

1.一种基于单景卫星影像的曝光融合方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1输入一景卫星影像，所述卫星影像采用16位深进行编码，编码数值为反射率的一万倍的取整；

S2使用catmull-rom样条插值建立亮部映射、中性映射和暗部映射色调映射表，对输入影像进行三次色调映射，分别得到亮部映射、中性映射和暗部映射后的卫星影像，即影像的曝光序列序列；

S3分别计算亮部映射、中性映射和暗部映射图像的饱和度、边缘纹理和曝光程度；

S4根据S3计算的饱和度、边缘纹理和曝光程度，分别计算亮部映射、中性映射和暗部映射后的卫星影像的融合权重；

S5将S4计算的3个权重值进行归一化，得到归一化权重，使它们在每个像素处的总和为1；

S6对S5中计算的归一化融合权重构建拉普拉斯图像金字塔；

S7以S6建立的每一级金字塔为基础，对亮部映射、中性映射和暗部映射后的卫星影像构建拉普拉斯图像金字塔，层数与S6保持一致；

S8将S6所得权重拉普拉斯金字塔沿通道复制两次，使其与S7所得图像拉普拉斯金字塔对齐，并将其与亮部映射、中性映射和暗部映射的图像拉普拉斯金字塔相乘的方式进行图像融合。

2.根据权利要求1所述的一种基于单景卫星影像的曝光融合方法，其特征在于，所述S2中catmull-rom样条插值第i控制点方程P由其相邻的三个控制点(i-1，i+1，i+2)确定，方程P如下所示：

于公式(1)中，x为对应控制点的坐标。

3.根据权利要求2所述的一种基于单景卫星影像的曝光融合方法，其特征在于，所述S2中亮部映射函数使用的插值点如下所示：

所述中性映射函数使用的插值点如下：

所述暗部映射函数使用的插值点如下：

4.根据权利要求3所述的一种基于单景卫星影像的曝光融合方法，其特征在于，所述S2中色调映射表以0为起点，1为步长，插值点x最大值为终点构建。

5.根据权利要求1所述的一种基于单景卫星影像的曝光融合方法，其特征在于，所述S3中饱和度S按如下公式计算：

S＝std(R,G,B)                                   (2)，

于公式(2)中，R，G，B分别为卫星影像中红、绿、蓝三个波段，std为求标准差；

所述边缘纹理C按如下公式计算：

于公式(3)中，所述Gray为待处理的图像的灰度图，Laplacian_3*3为拉普拉斯算子；

所述曝光程度E按如下公式计算：

于公式(4)中，g(i)表示均值为0.5，方程为0.2的高斯函数。

6.根据权利要求1所述的一种基于单景卫星影像的曝光融合方法，其特征在于，所述S4中权重计算公式如下：

W_i,j,k＝(C_i,j,k)^cr×(S_i,j,k)^sr×(E_i,j,k)^er                  (5)，

于公式(5)中,k＝1,2,3分别为亮部映射、中性映射和暗部映射后的卫星影像，i,j为像素的行列号，cr,sr,er分别为饱和度、边缘纹理和曝光程度所占指数权重。

7.根据权利要求1所述的一种基于单景卫星影像的曝光融合方法，其特征在于，所述S5中归一化权重W_i,j,k按如下公式计算：