一种交互式的多景影像处理、信息提取与合成方法技术

本发明专利技术提供一种交互式的多景影像处理、信息提取与合成方法。在进行研究区域多景遥感影像数据处理、信息提取或影像拼接过程中，均可能需要进行多景遥感影像的合成，本发明专利技术中通过交互式实现“所见即所得”的多景影像合成方法：首先通过交互式的矢量编辑过程实现云影区域标记，进而对影像的最优合成线进行确定或修改，并通过建立影像与矢量之间的相关关系形成对应的矢栅掩膜文件，进而进行影像处理/信息提取结果合成。这里的结果一方面可以为影像本身，对应的成果为影像拼接；另一方面也可以为信息提取/计算的结果，对应的成果为相应的信息合成结果。本发明专利技术中的合成过程操作简单、算法效率，可广泛应用于实时交互式的影像/信息合成应用中。合成应用中。合成应用中。

【技术实现步骤摘要】
一种交互式的多景影像处理、信息提取与合成方法


[0001]本专利技术涉及遥感与地理信息系统领域中由多景遥感影像共同完成某一区域数据最优处理或信息提取的技术流程与方法，具体地说，涉及在遥感领域中，当研究区的某项任务需要由多景遥感影像共同完成时，需要确定这些遥感影像的最优配置(包括有效区域、压盖关系等)，并分影像逐一进行影像对应任务的数据处理、信息提取等任务，再在结束时进行成果合成并形成最终的数据处理结果，本专利技术可适用于针对较多遥感影像数据同时处理、信息提取并最终进行结果合成的需求应用中。

技术介绍

[0002]在应用遥感影像进行某一区域的信息获取与计算过程中，有非常多的时候需要综合应用该研究区的多景遥感影像进行综合形式的信息提取与计算，并在计算完成后进行结果的合成。这里面既包含了传统上的影像拼接应用，也包括了在影像信息提取结果基础上的影像合成应用。在此过程中，需要注意的几个问题包括：影像的有效区域界定、影像之间的压盖关系、影像(信息产品)之间的拼接线确定等，本专利就是针对这些问题进行解决的。与本专利相关的参考文献并不多，在以“影像合成”作为关键字搜索时，搜索结果大多是与本专利并不相关的图像领域的文献，与本专利相关的公有2篇，包括：晁增福，邢小宁，康顺光.土地利用分类中OLI影像合成最佳波段组合研究[J].湖北农业科学，2017，56(08)：1567-1569；李刚，万幼川. 基于改进的像素级和对象级的遥感影像合成分类[J].测绘学报，2012，41(06)：891-897+903。对上述搜索条件进行放宽，以“影像拼接”作为关键字，搜索的结果较多，其中有代表性的有王勃，龚志辉，顾广杰，靳克强.一种快速的无人机影像无缝拼接方法[J].测绘科学，2012，37(05)：23-26；雒培磊，李国庆，曾怡.一种改进的基于深度学习的遥感影像拼接方法[J]. 计算机工程与应用，2017，53(20)：180-186；贾银江，徐哲男，苏中滨，靳思雨，Arshad M.Rizwan.基于优化SIFT算法的无人机遥感作物影像拼接[J].农业工程学报，2017，33(10)：123-129；程宇峰，金淑英，王密，常学立，朱映.一种光学遥感卫星多相机成像系统的高精度影像拼接方法[J].光学学报，2017，37(08)：343-352；等。同时，国外相关的文献在针对此专利中的影像数据合成方面的文献也不多，代表性的包括：Debabrata Ghosh，Naima Kaabouch.A survey on image mosaicing techniques.Journal of Visual Communication and Image Representation.2016 34：1-11；Fu-Bin Wang，Paul Tu，Chen Wu，Lei Chen，Ding Feng，Multi-image mosaic with SIFT and vision measurement for microscale structures processed by femtosecond laser，Optics and Lasers in Engineering，2018 100：124-130；G.G.Michael，S.H.G.Walter，T.Kneissl，W.Zuschneid，C.Gross， P.C.McGuire，A.Dumke，B.Schreiner，S.van Gasselt，K.Gwinner，R.Jaumann，Systematic processing of Mars Express HRSC panchromatic and colour image mosaics：Image equalisationusing an external brightness reference，Planetary and Space Science，2016121：18-26；等。
[0003]在本专利相关方面的专利方面，可查到的专利中与本专利相关的并不多，仅包含2
个，分别为：苏州中科天启遥感科技有限公司黄启厅等的专利“高性能遥感影像合成方法及装置
”ꢀ
(公开号：106846285A)主要是针对影像合成过程中的高性能方法实现而开展工作的，属于计算机性能方面的改进，与本专利技术有少许类似之处，其更多是集中于对无云碎片化处理方面的装置开展工作；江西师范大学刘冲的专利技术专利“一种遥感影像的处理方法及系统”(公开号： 108062747A)，该专利技术主要是针对遥感影像的处理方法及系统方面的，其中部分步骤具有影像拼接的部分功能，与本专利同样有少许公共之处，其更专注于影像处理方面；而其他可以查到的专利则与本专利完全不相关，国外专利查询后也没有类似的专利。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种交互式多景影像处理、信息提取与合成方法，特别是当需要对研究区多景影像进行协同处理并进行镶嵌、拼接或成果合成时，均可采用本专利中的方法，以期达到较好的数据处理、信息提取的合成效果，本专利技术则主要是针对此类问题进行解决。
[0005]本专利技术的思路为：首先判断并确定待合成多景影像的有效范围并确定最优合成线，这一过程可以通过算法自动实现或用户交互式编辑实现，在此基础上通过生成影像与矢量的相关关系实现掩膜数据的生成，并通过掩膜进行合成效果的预览与交互式编辑，最后通过掩膜关系确定最终合成数据源于哪个源数据，并达到用户希望的效果。
[0006]本专利技术中采用了矢量数据作为栅格掩膜过程的中间辅助文件，其最大优点是矢量文件能够在保证与栅格数据匹配的基础上方便地实现用户对影像间的压盖关系的调整，以及对拼接线的确定，通过矢量数据的编辑来实现对栅格掩膜的方便编辑，再通过建立矢栅数据的相关关系实现栅格数据的掩膜位置确定，最后通过预览方式可以实现合成后效果的预览，或在此基础上进行进一步拼接线的编辑，达到非常方便地交互式处理与编辑的目的与效果。本专利技术的所有操作均只需要对矢栅数据的部分子集进行，所有操作均在内存中进行，不需要数据落盘，这也能够较大程度地提高数据合成的效率。
[0007]本专利技术的技术方案提供了一种交互式多景影像处理、信息提取与合成方法，其特征在于包括以下的实施步骤：
[0008]1)，数据准备与预处理阶段，将研究区遥感影像进行收集与处理，包括影像的基本预处理、正射纠正、几何纠正与配准、辐射纠正等，确保对应的影像数据能够足够涵盖研究区，在此基础上，根据实际需求确定影像间的叠加顺序；
[0009]2)，判断并标记所有待合成影像的有效性，即对影像中的云区域、阴影区域或其他无效区域进行自动检测或交互式云影标记过程，形成每景影像相对应的矢量数据文件；
[0010]3)，最优合成线确定，可采用算法实现或用户交互式确定，形成并确定所有影像之间的压盖与遮挡关系；
[0011]4)，生成影像与面状矢量数据文件之间的相关关系，通过建立的相关关系并可以进行交互式影像合成效果预览，或在此基础上进行步骤3)的合成线修改；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交互式多景影像处理、信息提取与合成方法，其特征在于包括以下几个步骤：步骤1，数据准备与预处理阶段，将研究区遥感影像进行收集与处理，包括影像的基本预处理、正射纠正、几何纠正与配准、辐射纠正等，确保对应的影像数据能够足够涵盖研究区，在此基础上，根据实际需求确定影像间的叠加顺序；步骤2，判断并标记所有待合成影像的有效性，即对影像中的云区域、阴影区域或其他无效区域进行自动检测或交互式云影标记过程，形成每景影像相对应的矢量数据文件；步骤3，最优合成线确定，可采用算法实现或用户交互式确定，形成所有影像之间的压盖与遮挡关系；步骤4，生成影像与面状矢量数据文件之间的相关关系，通过建立的相关关系并可以进行交互式影像合成效果预览，或在此基础上进行步骤3的合成线修改；步骤5，在步骤4生成相关关系确定的基础生成矢栅掩膜：其中矢量掩膜与...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈占锋，胡晓东，骆剑承，
申请(专利权)人：中国科学院遥感与数字地球研究所，
类型：发明
国别省市：