專利名稱：線陣遙感ccd相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍自適應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍調(diào)節(jié)方法，特別是一種對(duì)衛(wèi)星用線陣CCD 相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)的方法。
背景技術(shù)：
動(dòng)態(tài)范圍是遙感器的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)，其設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到衛(wèi)星 圖像的層次、亮度和對(duì)比度，并最終影響成像質(zhì)量。如果動(dòng)態(tài)范圍的設(shè)計(jì)不合 理，會(huì)引起圖像中出現(xiàn)高端飽和、丟失信息或高端閑置、信息壓縮在低端等情 況。
通過(guò)對(duì)遙感衛(wèi)星圖像質(zhì)量進(jìn)行跟蹤、統(tǒng)計(jì)和分析，發(fā)現(xiàn)其有以下幾個(gè)特點(diǎn) 第一，在同一軌衛(wèi)星圖像中，在相同的相機(jī)參數(shù)設(shè)置下，不同區(qū)域的衛(wèi)星圖像 亮度差別很大。有的圖像層次非常豐富、有的圖像灰度值普遍較低。在8位量 化的數(shù)字圖像中，整幅圖像的灰度值可存在60DN值到80DN值的差異。南北 半球的差別、天氣的不同，都會(huì)使同一軌圖像中的各圖像層次產(chǎn)生差異；第二， 在同一幅圖像中，由于觀測(cè)目標(biāo)的不同，存在整幅圖像灰度值都偏低的情況下 部分區(qū)域仍會(huì)出現(xiàn)飽和的現(xiàn)象。當(dāng)整幅圖像灰度值均值為25DN值時(shí)，仍會(huì)出 現(xiàn)最大值為255DN值的情況，在該種情況下，為了保證所有觀測(cè)目標(biāo)均不飽 和，圖像的層次都會(huì)壓縮在低端，從而出現(xiàn)圖像層次不豐富的情況，最終影響 成像質(zhì)量；第三，對(duì)于同一區(qū)域，隨著季節(jié)的變化，圖像差別也較大。其中有 的圖像層次豐富，有的圖像出現(xiàn)了信息全部壓縮在低端的情況，不同季節(jié)，圖 像的灰度均值差別可達(dá)55DN值。
由此可見(jiàn)，要想滿足所有成像時(shí)刻、所有區(qū)域、所有目標(biāo)的圖像都層次豐 富，在同一相機(jī)參數(shù)的情況下不調(diào)節(jié)相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍是不可能實(shí)現(xiàn)的。而衛(wèi)星 遙感CCD相機(jī)對(duì)地面的海洋、城市、沙漠、森林等不同目標(biāo)，應(yīng)該能夠自動(dòng)設(shè)置相機(jī)成像時(shí)的各種不同的參數(shù)，以最大可能地發(fā)揮相機(jī)的性能，提高相機(jī) 的成1象質(zhì)量。
目前，有關(guān)CCD相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍自動(dòng)調(diào)節(jié)的研究大都是針對(duì)面陣CCD來(lái)進(jìn) 行的，通過(guò)整幀圖像的信息來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍。線陣CCD是按行來(lái) 成像，沒(méi)有幀的概念，并且線陣CCD需要相機(jī)的擺動(dòng)來(lái)動(dòng)態(tài)成像，每一個(gè)成 像時(shí)刻只能成一行單獨(dú)的像元，因此不能根據(jù)面陣CCD的調(diào)整動(dòng)態(tài)范圍的方 法來(lái)整體的調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)范圍，若采用面陣CCD相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整方法會(huì)造成 線陣CCD相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整后圖像存在大量條紋，因此線陣CCD相機(jī)必須采 用完全不同的方法來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種調(diào)節(jié)精度高、 實(shí)時(shí)性好的線陣遙感CCD相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍自適應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是線陣遙感CCD相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍自適應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié) 方法，步驟如下
(1 )設(shè)定圖像數(shù)據(jù)的均值上P艮值、均值下限值、方差閾值和灰度閾值；
(2) 從線陣CCD相機(jī)逐行接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，并去除每行圖像數(shù)據(jù)中包含的 噪聲點(diǎn)；
(3) 結(jié)合已采集的圖像和當(dāng)前圖像的關(guān)系，利用衰減因子對(duì)去除噪聲點(diǎn)的 圖像進(jìn)行迭代計(jì)算，對(duì)下一行的圖像內(nèi)容進(jìn)行預(yù)測(cè)；
(4) 計(jì)算步驟(3)中預(yù)測(cè)的下一行圖像數(shù)據(jù)的均值、方差、灰度最大值 及灰度最小值；
(5) 若步驟(4)中計(jì)算得到的每行圖像數(shù)據(jù)的方差小于步驟(1 )中設(shè) 定的方差閾值，則保持線陣CCD相機(jī)的積分時(shí)間不變，否則轉(zhuǎn)步驟(6);
(6) 若步驟(4)中計(jì)算得到的每行圖像數(shù)據(jù)的均值大于步驟(1)中設(shè) 定的均值上限值，則減小線陣CCD相機(jī)的積分時(shí)間；若步驟(4)中計(jì)算得到 的每行圖像數(shù)據(jù)的均值小于步驟(1)中設(shè)定的均值下限值，則增加線陣CCD相機(jī)的積分時(shí)間；若步驟(4)中計(jì)算得到的每行圖像數(shù)據(jù)的均值位于步驟(1 ) 中設(shè)定的均值上P艮值和均值下限值之間，則轉(zhuǎn)步驟(7);
(7)若步驟(4)中計(jì)算得到的每行圖像數(shù)據(jù)的灰度最大值與灰度最小值 之差小于步驟(1 )中設(shè)定的灰度閾值，則增加線陣CCD相機(jī)的積分時(shí)間；若 步驟(4)中計(jì)算得到的每行圖像數(shù)據(jù)的灰度最大值與灰度最小值之差大于步驟 (1)中設(shè)定的灰度閾值，則保持線陣CCD相機(jī)的積分時(shí)間不變。
所述步驟(1)中的圖像數(shù)據(jù)均值上限值、均值下限值、方差闊值、灰度閾 值均由衛(wèi)星進(jìn)行在軌測(cè)試獲取多組測(cè)試數(shù)據(jù)，然后求取測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值得到。
所述步驟(2)中確定每行圖像數(shù)據(jù)中噪聲點(diǎn)的方法為將在行方向上連續(xù) 3點(diǎn)以上的灰度值相差小于5的像素點(diǎn)確定為有效像素，其余像素點(diǎn)即為噪聲 點(diǎn)。
所述步驟(3)中結(jié)合已采集的圖像和當(dāng)前圖像的關(guān)系，利用衰減因子對(duì)去 除噪聲點(diǎn)的圖像進(jìn)行迭代計(jì)算，對(duì)下一行的圖像內(nèi)容進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法為采用 下式計(jì)算
其中，a為衰減因子，a為大于0小于1的分?jǐn)?shù)，x"為當(dāng)前行的圖像數(shù)據(jù)， ;Vi為上一行迭代之后的圖像數(shù)據(jù)，凡為預(yù)測(cè)的下一行圖像數(shù)據(jù)；線陣CCD每 成一行新的圖像，就用上式進(jìn)行一次迭代運(yùn)算。
本發(fā)明的原理是線陣CCD傳感器輸出的模擬電壓與入射光光強(qiáng)、積分 時(shí)間有關(guān)，且隨著入射光光強(qiáng)的增加而增大，隨著積分時(shí)間的減小而減小。當(dāng) 入射光越強(qiáng)或積分時(shí)間越長(zhǎng)，則對(duì)應(yīng)的光敏單元捕捉到的光量越多。由于天氣 的原因或是拍攝景物的變化，入射光的強(qiáng)弱隨時(shí)有可能發(fā)生變化，當(dāng)入射光過(guò) 強(qiáng)時(shí)，連續(xù)的光敏單元產(chǎn)生的光電電荷達(dá)到飽和，輸出的離散電壓為滿值，此 時(shí)應(yīng)適當(dāng)減小積分時(shí)間；當(dāng)入射光過(guò)弱時(shí)，則應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)積分時(shí)間。對(duì)于線陣 CCD相機(jī)在外部輸入幅亮度一定的情況下，利用CCD相機(jī)內(nèi)部曝光時(shí)間(積 分時(shí)間)改變輸入能量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)能量的形式，當(dāng)圖像內(nèi)容中包含大量的低亮度內(nèi)容時(shí)，通過(guò)增加曝光時(shí)間來(lái)提高圖像的整體亮度，反之，當(dāng)圖像內(nèi)容中 包含大量的云層時(shí)，通過(guò)減小曝光時(shí)間來(lái)降低圖像的整體亮度。通過(guò)調(diào)整曝光 時(shí)間實(shí)現(xiàn)增大圖像分層、增強(qiáng)對(duì)比度等信息，從而最終提高動(dòng)態(tài)范圍，實(shí)現(xiàn)提 高圖像質(zhì)量。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于
(1 )本發(fā)明方法根據(jù)圖像相關(guān)性，利用已知圖像內(nèi)容和當(dāng)前圖像的關(guān)系， 通過(guò)當(dāng)前行與前面n行數(shù)據(jù)進(jìn)行迭代處理，預(yù)測(cè)下一行圖像的內(nèi)容，解決線陣 CCD無(wú)法根據(jù)整幅圖像來(lái)預(yù)測(cè)的難題，結(jié)合圖像的各種統(tǒng)計(jì)特性(均值上限值、 均值下限值、方差閾值、灰度閾值)來(lái)調(diào)節(jié)線陣CCD積分時(shí)間，通過(guò)增加或 減少線陣CCD曝光時(shí)間有效提高圖像的動(dòng)態(tài)范圍，可以有效地保證動(dòng)態(tài)范圍 調(diào)整的準(zhǔn)確性，最大限度的發(fā)揮線陣CCD相機(jī)的性能，保證觀測(cè)景物的輻射 分辨率，方法簡(jiǎn)單、有效，調(diào)節(jié)精度高，實(shí)時(shí)性好；
(2 )本發(fā)明方法在圖像數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)之前對(duì)圖像內(nèi)容進(jìn)行去噪處理，可以最大 限度的發(fā)揮圖像的內(nèi)容，對(duì)噪聲信息具有很好的抗干擾性；
(3) 本發(fā)明方法利用衛(wèi)星在軌測(cè)試數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)圖像的各種統(tǒng)計(jì)特性，包括均 值上限值、均值下限值、方差閾值、灰度閾值，可以充分利用衛(wèi)星在軌運(yùn)行的 歷史信息，使得各統(tǒng)計(jì)特性的閾值更接近于實(shí)際情況；
(4) 本發(fā)明方法充分考慮了線陣CCD成像過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種噪聲，根據(jù) 圖像為均勻圖像時(shí)相鄰像元的DN值差異，將在行方向上連續(xù)3點(diǎn)以上的灰度 值相差小于5的像素點(diǎn)確定為有效像素，可以對(duì)噪聲點(diǎn)進(jìn)行有效去除；
(5) 本發(fā)明方法釆用衰減因子對(duì)下一行圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并通過(guò)設(shè)置衰 減因子的值的改變新的一行圖像數(shù)據(jù)對(duì)最后迭代結(jié)果的影響，既可以充分利用 已經(jīng)獲取的圖像數(shù)據(jù)，又可以提高圖像預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和相關(guān)性。


圖1為本發(fā)明線陣遙感CCD相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍自適應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明線陣遙感CCD相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍自適應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法步 驟如下
一、 從線陣遙感CCD相機(jī)逐行接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，并去除每行圖像數(shù)據(jù)中包 含的噪聲點(diǎn)。
CCD成像過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種噪聲，主要包括固定圖形噪聲、隨機(jī)噪聲、散 粒噪聲、讀出噪聲等，通常系統(tǒng)的信噪比為48dB左右，系統(tǒng)的噪聲(包括隨 機(jī)噪聲、散粒噪聲、讀出噪聲等)大概為1個(gè)DN值(8位量化)，CCD的固 定圖形噪聲一般小于3%,根據(jù)固定圖形噪聲計(jì)算公式
Pixel—Pixel PRNU = 臓 riAClmin x 100%
Pixelavg
其中PRNU為固定圖形噪聲，Pixel鵬為像元最大值、PixeU為最小值、 Pixel^為平均值，當(dāng)圖像為均勻圖像時(shí)，相鄰像元的最大差異在3%左右，如果
量化位數(shù)為8bit則圖像的最大差異為7個(gè)DN值，因?yàn)閳D像是均勻圖^象，所以 圖像差異不會(huì)達(dá)到7個(gè)DN值，通常情況下最大相差3-4個(gè)DN值。如果考慮 到隨機(jī)噪聲的影響，相鄰像元的差異在5個(gè)DN值左右。根據(jù)圖像的相關(guān)性可 知，相鄰的兩點(diǎn)通常是連續(xù)的，并且由于左右相鄰像元的相關(guān)性最強(qiáng)，因此本 發(fā)明方法中將在行方向上連續(xù)3點(diǎn)以上的灰度值相差小于5的像素點(diǎn)確定為有 效像素，其余像素點(diǎn)即為噪聲點(diǎn)。
二、 設(shè)定圖像數(shù)據(jù)的均值上限值、均值下限值、方差閾值和灰度閾值。 由于相機(jī)的應(yīng)用用途不同，因此需要根據(jù)各個(gè)相機(jī)的具體設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行相
應(yīng)的均值上限值、均值下限值、方差閾值和灰度閾值設(shè)定。根據(jù)相機(jī)具體觀測(cè) 目標(biāo)(海水、環(huán)境、氣象等)計(jì)算地面物體反射率范圍，地面物體經(jīng)過(guò)大氣傳 輸反射到相機(jī)入瞳處，經(jīng)過(guò)相機(jī)鏡頭、CCD器件最終采集的圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算得 到相機(jī)的有效景物上限值、下限值、方差閾值、灰度閾值等。 數(shù)據(jù)均值上限值、均值下限值可以根據(jù)下面的公式計(jì)算得到
《豐=D:，加亡"(単一") '"")旭其中/7為量子效率，r。^為光學(xué)系統(tǒng)的透過(guò)率，s為光學(xué)口徑遮擋比，/為
光學(xué)系統(tǒng)F數(shù)，人為波長(zhǎng)，Amin, ;u為光譜通帶的上下限，^為成《象時(shí)間，p 為像元大小，A申為相機(jī)入瞳處的目標(biāo)輻亮度，s一表示最終的能量，即均值。
— 、，Max _ Min
圖像調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)的計(jì)算公式為MTF = ^^
Max + Mm
其中Max為圖像最大值，Min為圖像最小值，根據(jù)MTF計(jì)算7>式可知， 由于系統(tǒng)的MTF在設(shè)計(jì)階段是已知的，MTF A^映圖像對(duì)比度的重要指標(biāo)， 因此才艮據(jù)系統(tǒng)MTF可以求出方差的閾值。比如MTF等于0.5，那么相鄰兩個(gè) 像元的最大差值為3倍關(guān)系，兩點(diǎn)的方差為^倍均值(兩點(diǎn))。依此類(lèi)推，可 以求出相應(yīng)的方差閾值。
灰度的閾值反映的是灰度范圍，根據(jù)不同相機(jī)的功能不同，比如氣象相機(jī) 關(guān)注的云層的變化，那么根據(jù)上邊計(jì)算&^,方法結(jié)合云層的最低幅亮度和最高
幅亮度可以計(jì)算出灰度閾值。
實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，圖像數(shù)據(jù)均值上限值、均值下限值、方差閾值、灰度閾 值均由衛(wèi)星進(jìn)行在軌測(cè)試獲取多組測(cè)試數(shù)據(jù)，然后求取測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值得到， 并根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正處理。
三、計(jì)算不考慮噪聲點(diǎn)后每行圖像數(shù)據(jù)的均值、方差、灰度最大值及灰度 最小值。
計(jì)算公式如下
均值f = 式中n為像元個(gè)數(shù)，x表示像元數(shù)值。
圖像的均值是對(duì)場(chǎng)景平均能量的度量，同一場(chǎng)景圖像的均值與圖像總體能 量成正比，因此均值可以作為動(dòng)態(tài)范圍控制的控制量之一。本發(fā)明中，均值主 要用作圖像亮度是否過(guò)亮或過(guò)暗的判斷。 'x > 77z 過(guò)亮
772>7>77 正常，式中f為圖像均值，Th表示圖像正常亮度均值的上 7 < 77 過(guò)暗限值，Tl表示圖像正常亮度均值的下限值。
方差<formula>formula see original document page 10</formula>，式中n為像元個(gè)數(shù)，x表示像元數(shù)值，y表示圖 像均值。
方差用來(lái)表征和均值的偏離程度，當(dāng)圖像中包含的信息越豐富，圖像的方 差就越大，但圖像中如果只有背景信息的話，方差就會(huì)很小。本發(fā)明中，方差 主要用作背景的判斷。
灰度最大值<formula>formula see original document page 10</formula> i=l,2 n ，式中A表示像素的灰度值， v —max表示一行圖像中像素灰度的最大值，最大值可以用來(lái)檢測(cè)圖像中是否有 飽和點(diǎn)，也是計(jì)算動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整的依據(jù)。
灰度最小值<formula>formula see original document page 10</formula>i=l，2 n,式中p,表示像素的灰度值， v一min表示一行圖像中像素灰度的最小值。v—min可以和上文中提到的灰度最大 值v—max —起作為衡量圖像動(dòng)態(tài)范圍大小的依據(jù)。
為了有效表示遙感圖像的實(shí)際變化趨勢(shì)，并且盡量少的增加計(jì)算復(fù)雜度及 相機(jī)硬件資源，考慮行間圖像的相關(guān)性及預(yù)測(cè)以后圖像的準(zhǔn)確性，采用衰減因 子的方式進(jìn)行迭代計(jì)算，充分考慮已采集的圖像和當(dāng)前圖像的關(guān)系，這樣既保 證了當(dāng)前圖像的貢獻(xiàn)對(duì)預(yù)測(cè)的貢獻(xiàn)，也保證了已采集的圖像對(duì)預(yù)測(cè)的影響，考 慮上述各參數(shù)在計(jì)算過(guò)程中的貢獻(xiàn)，采用下式進(jìn)行迭代<formula>formula see original document page 10</formula>式中，a為衰減因子，a為大于0小于1的小數(shù)，a越大表示新的一4亍圖 像對(duì)最后迭代結(jié)果的影響越大；x"表示新的一行圖像數(shù)據(jù)中需要迭代的數(shù)據(jù)； 凡—i為上一行迭代之后的圖像數(shù)據(jù)，凡為預(yù)測(cè)的下一行圖像數(shù)據(jù)。線陣CCD每 成一行新的圖像，就用上式進(jìn)行一次迭代運(yùn)算。
四、將圖像數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果和預(yù)先設(shè)定的闊值進(jìn)行比較，通過(guò)比較結(jié)果判 斷以下四種情況是否是背景、景物是否過(guò)暗、景物是否過(guò)亮、景物動(dòng)態(tài)范圍 是否過(guò)窄。各種情況下的判斷依據(jù)如下1 )背景的判斷依據(jù)依據(jù)方差來(lái)判斷， 一般 來(lái)說(shuō)，背景區(qū)域的方差比較小，在不同的條件下，設(shè)定不同的闊值，來(lái)對(duì)背景 進(jìn)行判斷；2)景物過(guò)亮的判斷依據(jù)均值大于均值上限Th時(shí)，認(rèn)為景物過(guò)亮； 3)景物過(guò)暗的判斷依據(jù)均值小于均值下限TI時(shí)，i/v為景物過(guò)暗；4)景物動(dòng) 態(tài)范圍過(guò)窄的判斷依據(jù)圖像灰度最大值與最小值之差如果小于一定的閾值， 則認(rèn)為是動(dòng)態(tài)范圍過(guò)窄。
五、根據(jù)比較結(jié)果對(duì)線陣CCD進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在做出上述判斷后的對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)策略如下1)如果判斷是背景，則保持線陣 CCD的積分時(shí)間不變；2)如果判斷圖像的均值超過(guò)Th，說(shuō)明圖像過(guò)亮，則減 小線陣CCD的積分時(shí)間；3)如果判斷圖像的均值小于TI，則說(shuō)明圖像曝光不
足，則增加的大小用灰度拉伸公式gaii^^^^G來(lái)確定，G為當(dāng)前系統(tǒng)增益，
為T(mén)H為均值上限，Tl為均值下限，f為當(dāng)前均值；4)如果圖像不是以上三種 情況的話，再判斷圖像的動(dòng)態(tài)范圍是否過(guò)于集中，如果計(jì)算得到的每行圖像數(shù) 據(jù)的灰度最大值與灰度最小值之差小于設(shè)定的灰度閾值，則說(shuō)明圖像過(guò)于集中，
則增加線陣CCD的積分時(shí)間，再用灰度拉伸公式gain-TH-TI承G進(jìn)行計(jì)算,
MAX - MIN
其中G為當(dāng)前積分時(shí)間，TH為均值上限，Tl為均值下限，MAX為當(dāng)前最大均 值，MIN為當(dāng)前最小均值。否則保持線陣CCD的積分時(shí)間不變。
本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1、線陣遙感CCD相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍自適應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于步驟如下(1)設(shè)定圖像數(shù)據(jù)的均值上限值、均值下限值、方差閾值和灰度閾值；(2)從線陣CCD相機(jī)逐行接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，并去除每行圖像數(shù)據(jù)中包含的噪聲點(diǎn)；(3)結(jié)合已采集的圖像和當(dāng)前圖像的關(guān)系，利用衰減因子對(duì)去除噪聲點(diǎn)的圖像進(jìn)行迭代計(jì)算，對(duì)下一行的圖像內(nèi)容進(jìn)行預(yù)測(cè)；(4)計(jì)算步驟(3)中預(yù)測(cè)的下一行圖像數(shù)據(jù)的均值、方差、灰度最大值及灰度最小值；(5)若步驟(4)中計(jì)算得到的每行圖像數(shù)據(jù)的方差小于步驟(1)中設(shè)定的方差閾值，則保持線陣CCD相機(jī)的積分時(shí)間不變，否則轉(zhuǎn)步驟(6)；(6)若步驟(4)中計(jì)算得到的每行圖像數(shù)據(jù)的均值大于步驟(1)中設(shè)定的均值上限值，則減小線陣CCD相機(jī)的積分時(shí)間；若步驟(4)中計(jì)算得到的每行圖像數(shù)據(jù)的均值小于步驟(1)中設(shè)定的均值下限值，則增加線陣CCD相機(jī)的積分時(shí)間；若步驟(4)中計(jì)算得到的每行圖像數(shù)據(jù)的均值位于步驟(1)中設(shè)定的均值上限值和均值下限值之間，則轉(zhuǎn)步驟(7)；(7)若步驟(4)中計(jì)算得到的每行圖像數(shù)據(jù)的灰度最大值與灰度最小值之差小于步驟(1)中設(shè)定的灰度閾值，則增加線陣CCD相機(jī)的積分時(shí)間；若步驟(4)中計(jì)算得到的每行圖像數(shù)據(jù)的灰度最大值與灰度最小值之差大于步驟(1)中設(shè)定的灰度閾值，則保持線陣CCD相機(jī)的積分時(shí)間不變。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的線陣遙感CCD相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍自適應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方 法，其特征在于所述步驟(1)中的圖像數(shù)據(jù)均值上限值、均值下限值、方差 閾值、灰度閾值均由衛(wèi)星進(jìn)行在軌測(cè)試獲取多組測(cè)試數(shù)據(jù)，然后求取測(cè)試數(shù)據(jù) 的平均值得到。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線陣遙感CCD相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍自適應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于所述步驟(2)中確定每行圖像數(shù)據(jù)中噪聲點(diǎn)的方法為 將在行方向上連續(xù)3點(diǎn)以上的灰度值相差小于5的像素點(diǎn)確定為有效像素，其 余像素點(diǎn)即為噪聲點(diǎn)。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線陣遙感CCD相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍自適應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào) 節(jié)方法，其特征在于所述步驟(3)中結(jié)合已采集的圖像和當(dāng)前圖像的關(guān)系， 利用衰減因子對(duì)去除噪聲點(diǎn)的圖^^進(jìn)行迭代計(jì)算，對(duì)下一^f亍的圖^f象內(nèi)容進(jìn)行預(yù) 測(cè)的方法為采用下式計(jì)算其中，a為衰減因子，"為大于0小于1的分?jǐn)?shù)，x"為當(dāng)前行的圖像數(shù)據(jù)， ;Vi為上一行迭代之后的圖像數(shù)據(jù)，凡為預(yù)測(cè)的下一行圖像數(shù)據(jù)；線陣CCD每 成一行新的圖像，就用上式進(jìn)行一次迭代運(yùn)算。
全文摘要
線陣遙感CCD相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍自適應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，步驟為(1)設(shè)定圖像數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性值；(2)逐行接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)并去除噪聲點(diǎn)；(3)利用衰減因子對(duì)下一行圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)；(4)計(jì)算預(yù)測(cè)圖像數(shù)據(jù)的各統(tǒng)計(jì)特性值；(5)若計(jì)算得到的方差小于方差閾值則保持線陣CCD積分時(shí)間不變，否則轉(zhuǎn)步驟(6)；(6)若計(jì)算得到的均值大于均值上限值，則減小線陣CCD積分時(shí)間；若均值小于均值下限值，則增加線陣CCD積分時(shí)間；若均值位于均值上、下限值之間則轉(zhuǎn)步驟(7)；(7)若計(jì)算得到的灰度最大值與最小值之差小于灰度閾值，則增加線陣CCD的積分時(shí)間，否則保持線陣CCD的積分時(shí)間不變。本發(fā)明方法調(diào)節(jié)精度高，實(shí)時(shí)性好，有利于在當(dāng)前遙感線陣CCD相機(jī)上實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04N17/00GK101588515SQ20091008766
公開(kāi)日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者彭妮娜, 濤 李, 琨 王, 彥 陳 申請(qǐng)人:北京空間機(jī)電研究所