遙感圖像質(zhì)量提升方法及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)遙感圖像的質(zhì)量要求越來(lái)越高，高質(zhì)量高清晰度的遙感圖像在國(guó)家安全和科學(xué)研究等領(lǐng)域有越來(lái)越大的需求。如何從降質(zhì)的遙感圖像中恢復(fù)出滿足應(yīng)用要求的清晰圖像，成為國(guó)內(nèi)外近年來(lái)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　在遙感圖像獲取、傳輸和存儲(chǔ)的過程中會(huì)受到脈沖噪聲的破壞。脈沖噪聲不僅降低了圖像的視覺效果，并且損壞圖像中的有用信息，從而影響到后續(xù)對(duì)遙感圖像的使用和處理。去除脈沖噪聲是遙感圖像質(zhì)量提升中一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的去

2、噪機(jī)制首先對(duì)圖像進(jìn)行噪聲檢測(cè)，并以含噪像素為中心建立窗口，利用窗內(nèi)的清晰像素點(diǎn)通過統(tǒng)計(jì)類方法計(jì)算被噪聲污染像素點(diǎn)的灰度值，利用滑動(dòng)窗口方法對(duì)噪聲圖像遍歷，完成圖像去噪。這類方法雖然取得了顯著的去噪效果，但是依然有很大的改進(jìn)空間。首先，這類算法對(duì)噪聲檢測(cè)的精度有很大的依賴性，因此會(huì)花費(fèi)大量的成本用于設(shè)計(jì)高檢測(cè)精度和準(zhǔn)確度的噪聲檢測(cè)算法；其次只單一的考慮了圖像的局部統(tǒng)計(jì)特性而忽略了圖像的非局部相似性，沒有充分利用圖像的自相似性。
　　

3、針對(duì)上述問題，本文提出基于非局部均值到局部均值的脈沖噪聲抑制算法。本文算法與傳統(tǒng)算法的主要區(qū)別在于有效利用圖像的自相似性，充分挖掘和利用圖像的非局部相似性和圖像的清晰像素點(diǎn)。先進(jìn)行噪聲檢測(cè)，針對(duì)噪聲像素點(diǎn)進(jìn)行非局部均值濾波，然后將得到的非局部相似信息進(jìn)行規(guī)整分析，再次使用改進(jìn)的局部均值去噪算法進(jìn)行濾波，得到高于現(xiàn)有算法的恢復(fù)精度和準(zhǔn)確度。并且由于該算法對(duì)檢測(cè)精度的魯棒性，加入簡(jiǎn)單的直方圖噪聲檢測(cè)算法就可以大大提高去噪算法對(duì)清晰像素的利用

4、程度，更好的保護(hù)圖像的細(xì)節(jié)和紋理特征。通過實(shí)驗(yàn)仿真進(jìn)一步驗(yàn)證了本文算法的去噪效果無(wú)論是在主觀評(píng)價(jià)和還是客觀評(píng)價(jià)方面均取得了提高。
　　造成遙感圖像質(zhì)量下降的另一個(gè)主要因素就是由各種系統(tǒng)參量誤差造成的圖像模糊。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外付出大量的人力物力來(lái)提高遙感相機(jī)的成像質(zhì)量，使遙感成像系統(tǒng)的鏡頭分辨率已經(jīng)達(dá)到了很高的水平。高分辨率的遙感鏡頭使模糊像移對(duì)成像質(zhì)量的影響越來(lái)越明顯，由各種系統(tǒng)參量誤差造成的圖像亞像素級(jí)模糊變得不可忽視，成為制約高

5、分辨率遙感成像的主要原因。減少由系統(tǒng)參量誤差對(duì)圖像造成的亞像素級(jí)模糊，是遙感圖像質(zhì)量提升的關(guān)鍵所在。
　　由于現(xiàn)有的模糊檢測(cè)系統(tǒng)達(dá)不到亞像素級(jí)的精度要求，并且無(wú)法還原造成圖像模糊的各種系統(tǒng)參量誤差，本文以TDI-CCD相機(jī)為背景，實(shí)現(xiàn)一種基于誤差放大的遙感圖像像移精檢與精校的方法。首先，通過人為控制遙感相機(jī)，加大被檢測(cè)參數(shù)的誤差，使得由其造成的圖像模糊核從耦合混疊的模糊中突顯出來(lái)，并且達(dá)到檢測(cè)算法的檢測(cè)門限，成為造成模糊的主要因素

6、。接著，對(duì)下傳的模糊圖像進(jìn)行模糊像移量檢測(cè)，通過圖像模糊核與系統(tǒng)參量誤差的對(duì)應(yīng)關(guān)系，估計(jì)該項(xiàng)被增大的參數(shù)誤差。最后，將估計(jì)出的系統(tǒng)參數(shù)誤差發(fā)送給星載相機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行參數(shù)校正，從系統(tǒng)前端提高相機(jī)成像質(zhì)量。本文通過實(shí)驗(yàn)仿真數(shù)據(jù)驗(yàn)證本方法的可行性，并且證明單獨(dú)提高一種參量誤差，對(duì)它的檢測(cè)精度不受其他亞像素級(jí)的系統(tǒng)誤差影響，可以將檢測(cè)誤差降到10-2數(shù)量級(jí)。
　　綜上，針對(duì)如何提升遙感圖像質(zhì)量的問題，本文從去除噪聲和像移精檢與精校兩個(gè)方面進(jìn)