專利名稱：遙感影像鑲嵌中的基于影像重疊區(qū)域的色調(diào)調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于遙感影像鑲嵌技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于相鄰影像重疊區(qū)域亮度值之差的遙感影像鑲嵌中的色調(diào)調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
遙感影像鑲嵌是遙感技術(shù)應(yīng)用的重要內(nèi)容之一，特別是對(duì)于較大范圍的衛(wèi)星遙感和區(qū)域性航空遙感而言，往往需要多幅影像進(jìn)行鑲嵌；但是由于獲取原始影像的條件的差異，會(huì)使同名地物在相鄰影像上呈現(xiàn)不同的色調(diào)。如果不對(duì)這些情況采取應(yīng)對(duì)措施，就會(huì)使鑲嵌后的整體影像出現(xiàn)明顯的亮度不均，色彩不均衡現(xiàn)象。這種現(xiàn)象導(dǎo)致了拼接后的影像既不利于人眼觀察，也影響了對(duì)地物影像及專業(yè)信息的分析與識(shí)別的效果，因此，在影像鑲嵌過程中，需要一種技術(shù)能夠調(diào)整鑲嵌影像的整體色調(diào)。
目前的一般的色調(diào)調(diào)整方法可以歸納為直方圖法、方差均值法、影像信息熵法；這些方法的共同特征是計(jì)算量較大，往往影響了使用效率，當(dāng)對(duì)多幅大面積影像進(jìn)行批處理時(shí)這種缺點(diǎn)尤其明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種算法簡單、實(shí)現(xiàn)容易的基于相鄰影像重疊區(qū)域亮度值之差的遙感影像鑲嵌中的色調(diào)調(diào)整方法。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是遙感影像鑲嵌中的基于影像重疊區(qū)域的色調(diào)調(diào)整方法，包括以下步驟一、從基準(zhǔn)影像上獲取基準(zhǔn)影像和處理影像重疊部分的亮度值；處理步驟如下I、依據(jù)基準(zhǔn)影像以及待處理影像的大地坐標(biāo)確定基準(zhǔn)影像中與待處理影像有重疊的區(qū)域；II、取出基準(zhǔn)影像中由步驟I所得到的區(qū)域內(nèi)的像素的亮度值g(x，y)；二、統(tǒng)計(jì)重疊區(qū)域上待處理影像亮度值與步驟一獲得的亮度值的差值分布情況，對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果直方圖作平滑處理，得到直方圖最大峰值處對(duì)應(yīng)的差值diff；處理步驟如下I、依據(jù)基準(zhǔn)影像以及待處理影像的大地坐標(biāo)確定待處理影像與基準(zhǔn)影像重疊的區(qū)域；II、取出待處理影像中由步驟二、I所得到的區(qū)域內(nèi)的像素的亮度值f(x，y)；
III、統(tǒng)計(jì)亮度差值g(x，y)-f(x，y)的直方圖分布情況S[i]；IV、平滑亮度差值直方圖S[i]S[min]＝(S[min]+S[min+1])/2S[n]＝(S[n-1]+S[n]+S[n+1])/3S[max]＝(S[max]+S[max-1])/2其中，min為最小亮度差值，max為最大亮度差值，n取min和max之間的值，即min＜n＜maxV、記錄S[i]最大時(shí)的亮度差值diffi；三、統(tǒng)計(jì)待處理影像重疊區(qū)域上亮度值差值等于diff的像素點(diǎn)亮度值的分布情況，對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果直方圖作平滑處理，得到直方圖最大峰值處對(duì)應(yīng)的亮度值Pos；處理步驟如下I、統(tǒng)計(jì)待處理圖像上重疊區(qū)域內(nèi)當(dāng)亮度差值g(x，y)-f(x，y)＝diff時(shí)f(x，y)的亮度直方圖分布情況F[j]；II、以步驟二、IV所用的方法對(duì)直方圖F[j]進(jìn)行平滑處理，并記錄平滑后F[j]最大時(shí)的亮度值Pos；四、將待處理影像T(x，y)做整體色調(diào)上的調(diào)整T(x，y)＜Pos時(shí)T(x，y)＝T(x，y)*(Pos+diff)/PosT(x，y)＞Pos時(shí)T(x，y)＝[T(x，y)-Pos]*[255-(Pos+diff)]/(255-Pos)+(Pos+diff)；式中x為影像中像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)值，取值為1、2、3、……、m；其中m為此影像的水平方向上的像素個(gè)數(shù)；y為影像中像素點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，取值為1、2、3、……、n；其中n為此影像的垂直方向上的像素個(gè)數(shù)；T(x，y)為此影像中位置在(x，y)上的像素的亮度值。
當(dāng)被處理影像為彩色影像時(shí)，在上述步驟一之前先進(jìn)行以下處理A.根據(jù)RGB色空間到HIS雙圓錐模型色空間的轉(zhuǎn)換方法，將待處理圖像各像素點(diǎn)的RGB值轉(zhuǎn)換為HSI值；B.提出各像素點(diǎn)的經(jīng)過RGB到HIS變換后得到的HIS的I分量值作為亮度值。
當(dāng)被處理影像為多幅影像時(shí)，將每次處理后的影像與基準(zhǔn)影像拼接形成新的基準(zhǔn)影像，重疊區(qū)域像素值采用原基準(zhǔn)影像重疊區(qū)域的像素值。
本發(fā)明可以調(diào)整影像的整體色調(diào)差異。本發(fā)明利用影像重疊區(qū)域的亮度差值直方圖統(tǒng)計(jì)特征調(diào)整影像整體色調(diào)，降低了算法的復(fù)雜度，算法簡單、實(shí)現(xiàn)容易，提高了實(shí)用性。


附圖為本發(fā)明的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式參見附圖，本發(fā)明包括以下步驟一、RGB-HIS變換根據(jù)色度學(xué)知識(shí)可知，人眼對(duì)亮度感覺較為敏感，同時(shí)，由于遙感影像色調(diào)上的差異主要是因光照不均造成，色相上的差別并不明顯，為此將所有影像由RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到HIS色度空間進(jìn)行處理；其公式為θ=arccos{12[(R-G)+(R-B)][(R-G)2+(R-B)(G-B)]1/2}]]> S=1-3(R+G+B)[min(R,G,B)]]]>I=13(R+B+G)]]>式中R為彩色影像每個(gè)像素的紅色分量值；G為彩色影像每個(gè)像素的綠色分量值；B為彩色影像每個(gè)像素的藍(lán)色分量值。
二、獲取影像重疊區(qū)域亮度值I、取出待處理影像的坐標(biāo)信息，取出基準(zhǔn)影像中和其有重疊部分的區(qū)域；II、將基準(zhǔn)影像與待處理影像重疊區(qū)域內(nèi)的像素的亮度值取出三、整體色調(diào)調(diào)整I、建立一個(gè)和待處理影像相同大小的二維矩陣B(x，y)，將矩陣中對(duì)應(yīng)于待處理影像重疊區(qū)域的部分標(biāo)記；II、在標(biāo)記了的影像重疊區(qū)域內(nèi)，當(dāng)前影像亮度值表示為f(x，y)，步驟二中獲得的亮度值可表示為g(x，y)；III、統(tǒng)計(jì)重疊區(qū)域內(nèi)亮度差值g(x，y)-f(x，y)的直方圖分布情況S[i]，S[i]可以通過對(duì)重疊區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)遍歷得到
S[i]＝S[i]+1(i＝g(x，y)-f(x，y))式中x，y為重疊區(qū)域像素點(diǎn)的行列號(hào)IV、平滑亮度差值直方圖S[i]S[min]＝(S[min]+S[min+1])/2S[n]＝(S[n-1]+S[n]+S[n+1])/3S[max]＝(S[max]+S[max-1])/2其中，min為最小亮度差值，max為最大亮度差值，n取min和max之間的值，即min＜n＜max；V、記錄S[i]最大時(shí)的亮度差值diff；VI、統(tǒng)計(jì)待處理圖像上重疊區(qū)域內(nèi)當(dāng)亮度差值g(x，y)-f(x，y)＝diff時(shí)f(x，y)的亮度直方圖分布情況F[j]；VII、以第IV步所用的相同方法對(duì)直方圖F[j]進(jìn)行平滑處理，并記錄平滑后F[j]最大時(shí)的亮度值Pos；VIII、將待處理圖像T(x，y)做整體色調(diào)上的調(diào)整T(x，y)＜Pos時(shí)T(x，y)＝T(x，y)*(Pos+diff)/PosT(x，y)＞Pos時(shí)T(x，y)＝[T(x，y)-Pos]*[255-(Pos+diff)]/(255-Pos)+(Pos+diff)；x為影像中像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)值，取值為1、2、3、……、m；其中m為此影像的水平方向上的像素個(gè)數(shù)；y為影像中像素點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，取值為1、2、3、……、n；其中n為此影像的垂直方向上的像素個(gè)數(shù)；T(x，y)為此影像中位置在(x，y)上的像素的亮度值；四、將處理后的影像與基準(zhǔn)影像拼接作為下一次處理的基準(zhǔn)影像I、根據(jù)處理的影像與基準(zhǔn)影像的坐標(biāo)可以建立這兩幅影像的一個(gè)外接多邊形；II、由步驟I得到的多邊形可以建立一個(gè)與此多邊形區(qū)域大小對(duì)應(yīng)的空白影像；III、將此空白影像中與基準(zhǔn)圖像重疊的區(qū)域內(nèi)的像素賦以基準(zhǔn)圖像中對(duì)應(yīng)像素的像素值；IV、將此空白影像中未由第III步操作賦值的像素點(diǎn)賦以處理后的影像上對(duì)應(yīng)像素的像素值；V、經(jīng)過以上步驟則可得到一個(gè)新的基準(zhǔn)影像，而后回到第二步進(jìn)行循環(huán)直至所有的影像都完成處理。
權(quán)利要求
1.一種遙感影像鑲嵌中的基于影像重疊區(qū)域的色調(diào)調(diào)整方法，其特征是包括以下步驟一、從基準(zhǔn)影像上獲取基準(zhǔn)影像和處理影像重疊部分的亮度值I、依據(jù)基準(zhǔn)影像以及待處理影像的大地坐標(biāo)確定基準(zhǔn)影像中與待處理影像有重疊的區(qū)域；II、取出基準(zhǔn)影像中由步驟I所得到的區(qū)域內(nèi)的像素的亮度值g(x，y)；二、統(tǒng)計(jì)重疊區(qū)域上待處理影像亮度值與步驟一獲得的亮度值的差值分布情況，對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果直方圖作平滑處理，得到直方圖最大峰值處對(duì)應(yīng)的差值diffI、依據(jù)基準(zhǔn)影像以及待處理影像的大地坐標(biāo)確定待處理影像與基準(zhǔn)影像重疊的區(qū)域；H、取出待處理影像中由步驟二、I所得到的區(qū)域內(nèi)的像素的亮度值f(x，y)；III、統(tǒng)計(jì)亮度差值g(x，y)-f(x，y)的直方圖分布情況S[i]；IV、平滑亮度差值直方圖S[i]S[min]＝(S[min]+S[min+1])/2S[n]＝(S[n-1]+S[n]+S[n+1])/3S[max]＝(S[max]+S[max-1])/2其中，min為最小亮度差值，max為最大亮度差值，n取min和max之間的值，即min＜n＜max；V、記錄S[i]最大時(shí)的亮度差值diff；三、統(tǒng)計(jì)待處理影像重疊區(qū)域上亮度值差值等于diff的像素點(diǎn)亮度值的分布情況，對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果直方圖作平滑處理，得到直方圖最大峰值處對(duì)應(yīng)的亮度值PosI、統(tǒng)計(jì)待處理圖像上重疊區(qū)域內(nèi)當(dāng)亮度差值g(x，y)-f(x，y)＝diff時(shí)f(x，y)的亮度直方圖分布情況F[j]；II、以步驟二、IV所用的方法對(duì)直方圖F[j]進(jìn)行平滑處理，并記錄平滑后F[j]最大時(shí)的亮度值Pos；四、將待處理影像T(x，y)做整體色調(diào)上的調(diào)整T(x，y)＜Pos時(shí)T(x，y)＝T(x，y)*(Pos+diff)/Pos；T(x，y)＞Pos時(shí)T(x，y)＝[T(x，y)-Pos]*[255-(Pos+diff)]/(255-Pos)+(Pos+diff)；式中x為影像中像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)值，取值為1、2、3、……、m；其中m為此影像的水平方向上的像素個(gè)數(shù)；y為影像中像素點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，取值為1、2、3、……、n；其中n為此影像的垂直方向上的像素個(gè)數(shù)；T(x，y)為此影像中位置在(x，y)上的像素的亮度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是當(dāng)被處理影像為彩色影像時(shí)，在步驟一之前先進(jìn)行以下處理A.根據(jù)RGB色空間到HIS雙圓錐模型色空間的轉(zhuǎn)換方法，將待處理圖像各像素點(diǎn)的RGB值轉(zhuǎn)換為HSI值；B.提出各像素點(diǎn)的經(jīng)過RGB到HIS變換后得到的HIS的I分量值作為亮度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是當(dāng)被處理影像為多幅影像時(shí)，將每次處理后的影像與基準(zhǔn)影像拼接形成新的基準(zhǔn)影像，重疊區(qū)域像素值采用原基準(zhǔn)影像重疊區(qū)域的像素值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種遙感影像鑲嵌中的基于影像重疊區(qū)域的色調(diào)調(diào)整方法，包括一、從基準(zhǔn)影像上獲取其和待調(diào)整影像重疊區(qū)域內(nèi)的像素的亮度值；二、統(tǒng)計(jì)重疊區(qū)域上當(dāng)前影像亮度值與第一步獲得的亮度值的差值分布情況，對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果直方圖作平滑處理，得到直方圖最大峰值處對(duì)應(yīng)的差值diff；三、統(tǒng)計(jì)待處理影像重疊區(qū)域上亮度值差值等于I的像素點(diǎn)亮度值的分布情況，對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果直方圖作平滑處理，得到直方圖最大峰值處對(duì)應(yīng)的亮度值Pos；四、根據(jù)第三步得到的Pos值調(diào)整待處理影像的整體色調(diào)。本發(fā)明可以調(diào)整影像的整體色調(diào)差異，降低了算法的復(fù)雜度，算法簡單、實(shí)現(xiàn)容易，提高了實(shí)用性。
文檔編號(hào)G01S17/89GK1837854SQ200610018970
公開日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者張曉東, 張煜, 姚璜 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)