[发明专利]一种低信噪比红外地球图像信息处理方法

摘要

一种低信噪比红外地球图像信息处理方法，首先将红外相机采集的原始红外地球图像进行非均匀性校正，在校正后的红外地球图像上建立全局极坐标系群的边缘点检索路径；然后在各条检索路径上使用一种双层塔状微分算子提取图像中地球的子像素边缘；同时使用一种四分区域法，对各区域内的地球边缘点进行判读、分析，剔除太阳、月球干扰，得到图像信息处理后的地球边缘点。本发明方法充分利用双层塔状微分算子在低信噪比图像边缘提取上的优势，结合全局极坐标系群和ROI四分区域法，有效可靠地实现了静态红外地球敏感器图像信息处理，计算简单且容易实现。

主权项

一种低信噪比红外地球图像信息处理方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将红外相机采集的原始红外地球图像进行非均匀性校正得到校正后的红外地球图像，在校正后的红外地球图像上，以红外地球图像中心为坐标原点，以红外地球图像的右方为x轴指向，以红外地球图像的上方为y轴指向建立坐标系1，以红外地球图像左边界中心为坐标原点，以红外地球图像的右方为x轴指向，以红外地球图像的上方为y轴指向建立坐标系2，以红外地球图像下边界中心为坐标原点，以红外地球图像的右方为x轴指向，以红外地球图像的上方为y轴指向建立坐标系3，以红外地球图像右边界中心为坐标原点，以红外地球图像的右方为x轴指向，以红外地球图像的上方为y轴指向建立坐标系4，以红外地球图像上边界中心为坐标原点，以红外地球图像的右方为x轴指向，以红外地球图像的上方为y轴指向建立坐标系5；(2)在红外地球图像内分别以步骤(1)中5个坐标系的坐标原点为中心建立极坐标系，然后以η为角步距划分极轴，并将得到的极轴作为检索路径，极坐标系i中角度为θ的检索路径记为θi，其中i＝1,2,3,4,5，θ∈(0,360°)；(3)对于检索路径θi上的每一个像素点，首先根据第二层微分算子模板M2得到当前像素的周边像素，然后对当前像素的周边像素使用第一层微分算子模板M1和加权系数矩阵A计算周边像素的灰度值，最后再根据第二层微分算子模板M2得到检索路径θi上各个像素的梯度值，其中第一层微分算子模板为M1=111111111,]]>加权系数模板A=0.10.10.10.10.20.10.10.10.1,]]>第二层微分算子模板为M2=10100000-10-1101010-10-10-110100000-10-1;]]>(4)分别比较检索路径θi上各个像素点的梯度值，检索路径θi上梯度值最大的像素点记为Pi(ri,θi)，对像素点Pi(ri,θi)在检索路径θi方向上两侧各取相邻的m个像素点后得到2m+1个像素点，分别将2m+1个像素点的梯度值与其极径相乘并求和后除以2m+1个像素点的极径和得到检索方向θi上子像素地球边缘点的极径ri2、极坐标(ri2,θi)，其中m为偶数；(5)在红外地球图像上使用垂直、水平两条逻辑中心线将图像划分为面积相等的4个区域，然后将步骤(4)得到的子像素地球边缘点按照其位置划分到该4个区域，在每个区域的子像素地球边缘点中取最外边的子像素地球边缘点，然后在当前区域内取子像素地球边缘点集构成圆弧中间位置的一个子像素地球边缘点后构成夹角并判断，如果位于夹角阈值内，则该区域内子像素地球边缘点有效，并使用三点法计算当前区域的子像素地球边缘点的圆心，否则抛弃该区域内子像素地球边缘点，最后将计算得到的各个区域的子像素地球边缘点的圆心取均值作为红外地球图像圆心；(6)分别计算4个区域内各个子像素地球边缘点到步骤(5)得到的红外地球图像圆心的距离并判断，如果区域内子像素地球边缘点到红外地球图像圆心距离的最大值与最小值之差小于距离阈值，则该区域内的子像素地球边缘点有效，否则抛弃该区域内子像素地球边缘点，遍历4个区域后得到图像信息处理后的地球边缘点。