專利名稱：一種干涉成像光譜儀的高光譜數(shù)據(jù)壞點(diǎn)檢測與修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高光譜遙感數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種干涉成像光譜儀的高光譜數(shù)據(jù)壞點(diǎn)檢測與修正方法。
背景技術(shù)：
我國首顆自主研發(fā)的探月衛(wèi)星嫦娥一號(hào)(CE-1)于2007年10月24日發(fā)射升空，在歷經(jīng)495天的繞月探測之后，于2009年3月I日成功完成撞月，結(jié)束探測使命。干涉成像光譜儀(IIM)作為CE-1攜帶的八大有效載荷之一，承擔(dān)著獲取月球表面光譜信息和分析月表物質(zhì)組成的科學(xué)目標(biāo)。IIM科學(xué)數(shù)據(jù)集由國家天文臺(tái)繞月探測工程地面應(yīng)用系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理和分發(fā)，用戶均可免費(fèi)下載。目前可供用戶下載的ΠΜ數(shù)據(jù)為2級(jí)數(shù)據(jù)，為輻亮度數(shù)據(jù)，還需進(jìn)一步處理才能滿足科學(xué)研究的需要。由于月球探測環(huán)境復(fù)雜，ΠΜ采集數(shù)據(jù)存在壞點(diǎn)現(xiàn)象，壞點(diǎn)的存在增大了圖像的方差，會(huì)影響到ΠΜ數(shù)據(jù)的后續(xù)處理，所以需要對壞點(diǎn)進(jìn)行檢測和修正，以獲取精度更高的高光譜數(shù)據(jù)。以往對于遙感影像壞點(diǎn)的檢測和修正，主要是利用待判定點(diǎn)與相鄰像元在空間上的差異，通過設(shè)置相應(yīng)閾值判定壞點(diǎn)。但是IIM高光譜數(shù)據(jù)波段多，如利用傳統(tǒng)壞點(diǎn)判定方法，閾值設(shè)置較為復(fù)雜。ΠΜ各波段間數(shù)據(jù)差異大，且ΠΜ數(shù)據(jù)覆蓋范圍廣，涵蓋地形多樣，很難找到一個(gè)閾值適用于所有波段；如逐波段設(shè)置閾值，閾值的界定耗時(shí)耗力，且精度低，這些因素極大地限制了壞點(diǎn)判定與修正的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn) 有技術(shù)中檢測壞點(diǎn)的效率較低、計(jì)算閾值精度低且所需時(shí)間長等缺陷，提出了一種干涉成像光譜儀的高光譜數(shù)據(jù)壞點(diǎn)檢測與修正方法。本發(fā)明提出了一種干涉成像光譜儀的高光譜數(shù)據(jù)壞點(diǎn)檢測與修正方法，包括以下步驟:步驟一:選取一個(gè)像元作為待判定點(diǎn)，計(jì)算所述待判定點(diǎn)光譜和鄰近像元中值光譜之間的光譜角和歐式距離，并選取下一個(gè)像元作為待判定點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，直至遍歷所有像元計(jì)算獲得所有像元的光譜角矩陣和歐式距離矩陣；步驟二:分別計(jì)算所述光譜角矩陣和/或歐式距離矩陣的閾值對所述所有像元進(jìn)行壞點(diǎn)判定，生成壞點(diǎn)標(biāo)記矩陣；步驟三:對所述壞點(diǎn)標(biāo)記矩陣中的壞點(diǎn)進(jìn)行修正。其中，所述步驟一中進(jìn)一步包括:通過波段排查排除所述高光譜數(shù)據(jù)中信噪比低于18的波段數(shù)據(jù)。其中，所述中值光譜為各波段上以所述待判定點(diǎn)為中心的窗口區(qū)域內(nèi)的非待判定點(diǎn)的光譜值的中值。其中，所述光譜角的計(jì)算公式如下表示:
權(quán)利要求
1.一種干涉成像光譜儀的高光譜數(shù)據(jù)壞點(diǎn)檢測與修正方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:選取一個(gè)像元作為待判定點(diǎn)，計(jì)算所述待判定點(diǎn)光譜和鄰近像元中值光譜之間的光譜角和歐式距離，并選取下一個(gè)像元作為待判定點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，直至遍歷所有像元計(jì)算獲得所有像元的光譜角矩陣和歐式距離矩陣； 步驟二:分別計(jì)算所述光譜角矩陣和/或歐式距離矩陣的閾值對所述所有像元進(jìn)行壞點(diǎn)判定，生成壞點(diǎn)標(biāo)記矩陣； 步驟三:對所述壞點(diǎn)標(biāo)記矩陣中的壞點(diǎn)進(jìn)行修正。
2.如權(quán)利要求1所述的干涉成像光譜儀的高光譜數(shù)據(jù)壞點(diǎn)檢測與修正方法，其特征在于，所述步驟一中進(jìn)一步包括:通過波段排查排除所述高光譜數(shù)據(jù)中信噪比低于18的波段數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的干涉成像光譜儀的高光譜數(shù)據(jù)壞點(diǎn)檢測與修正方法，其特征在于，所述中值光譜為各波段上以所述待判定點(diǎn)為中心的窗口區(qū)域內(nèi)的非待判定點(diǎn)的光譜值的中值。
4.如權(quán)利要求1所述的干涉成像光譜儀的高光譜數(shù)據(jù)壞點(diǎn)檢測與修正方法，其特征在于，所述光譜角的計(jì)算公式如下表示:
5.如權(quán)利要求1所述的干涉成像光譜儀的高光譜數(shù)據(jù)壞點(diǎn)檢測與修正方法，其特征在于，所述歐式距離的計(jì)算公式如下表示:
6.如權(quán)利要求1所述的干涉成像光譜儀的高光譜數(shù)據(jù)壞點(diǎn)檢測與修正方法，其特征在于，所述步驟二中，生成壞點(diǎn)標(biāo)記矩陣的過程包括: 步驟Al:對所述光譜角矩陣或所述歐氏距離矩陣以滑動(dòng)窗口法取子集，計(jì)算所述子集的中值； 步驟A2:計(jì)算所述子集中的的各元素與所述子集的中值之間的差值的絕對值； 步驟A3:根據(jù)所述差值的絕對值，計(jì)算所述差值的絕對值的中值； 步驟A4:根據(jù)所述差值的絕對值的中值，計(jì)算并獲取閾值； 步驟A5:根據(jù)所述閾值進(jìn)行判定，若所述子集中的元素大于所述閾值，則判定所述元素為壞點(diǎn)，否則判定為正常點(diǎn)，判定結(jié)束后生成壞點(diǎn)標(biāo)記矩陣。
7.如權(quán)利要求6所述的干涉成像光譜儀的高光譜數(shù)據(jù)壞點(diǎn)檢測與修正方法，其特征在于，所述閾值的計(jì)算公式如下表示:Threshold = β *Med—AbsDev—A ； 式中，Threshold表示閾值，Med—AbsDev—A表示子集A的差值的絕對值的中值，β表示調(diào)整系數(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的干涉成像光譜儀的高光譜數(shù)據(jù)壞點(diǎn)檢測與修正方法，其特征在于，在執(zhí)行步驟所述步驟三中對所述壞點(diǎn)進(jìn)行修正的過程中，選取所述壞點(diǎn)所在區(qū)域內(nèi)非壞點(diǎn)像元的平均值作為所述壞點(diǎn)的修正值；所述修正過程的計(jì)算公式如下表示:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種干涉成像光譜儀的高光譜數(shù)據(jù)壞點(diǎn)檢測與修正方法，包括選取一個(gè)像元作為待判定點(diǎn)，計(jì)算待判定點(diǎn)光譜和鄰近像元中值光譜之間的光譜角和歐式距離，直至遍歷所有像元計(jì)算獲得所有像元的光譜角矩陣和歐式距離矩陣；分別計(jì)算光譜角矩陣和/或歐式距離矩陣的閾值對所有像元進(jìn)行壞點(diǎn)判定，生成壞點(diǎn)標(biāo)記矩陣；對壞點(diǎn)標(biāo)記矩陣中的壞點(diǎn)進(jìn)行修正。本發(fā)明的閾值具有更高的精度，提高了壞點(diǎn)的檢測與修正效率。
文檔編號(hào)G06T5/00GK103218779SQ201310101010
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者王超, 施潤和, 吳昀昭, 陳韻竹, 沈仙霞, 李鏡堯, 景卓鑫, 翟天勇 申請人:華東師范大學(xué)