一种数字影像的匀光方法技术

本发明专利技术涉及一种数字影像的匀光方法，包括：（ａ）对待处理的数字影像进行小波变换，生成第一至第四子带影像４个子带影像，第一至第四子带影像的小波系数分别为近似系数、水平细节系数、垂直细节系数和对角细节系数；（ｂ）对第一子带影像作近似系数调整，用衰减算子作用于近似系数，使近似系数中的大值减小、小值增大；（ｃ）对第二子带影像、第三子带影像和第四子带影像作细节系数调整，对水平细节系数、垂直细节系数和对角细节系数分别作线性增强；（ｄ）对作过系数调整后的第一子带影像、第二子带影像、第三子带影像和第四子带影像进行小波逆变换，得到重建后的数字影像。本发明专利技术数字影像的匀光方法能够获得更好的数字影像匀光效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字图像处理领域，尤其涉及一种数字影像的勻光方法。
技术介绍
我国自行研制的第一台大面阵彩色CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器 件)数字航测相机，采用1个9kX9k的CXD记录全色影像和3个2kX2k的CXD分别记录 RGB (Red Green Blue，红绿蓝)分波段影像。在影像的获取过程中，由于内部和外部环境等 因素的干扰，使得一幅影像内不同部分色调、亮度、反差等存在不同程度的差异。这种现象 一般称之为不均勻光照现象。这种不均勻光照现象在数字航空影像上表现为色彩和亮度的 不均勻分布。造成这种现象的原因是多方面的。比如光学透镜成像的不均勻性(光通过物 镜后在焦平面上的照度从中心向边缘是逐渐减小的)，大气衰减，云层、烟雾影响以及向阳、 背阳等造成的光照条件不同等。由于这些因素的影响，使航空影像呈现出以下几个特点光 照最强处不一定是影像的几何中心点；影像亮度以及反差的分布是不均勻的；不均勻的影 像亮度、反差的分布是不规则的，存在一些不规则的亮度变化和孤立的亮度变异。正是由于 这种不均勻光照现象的存在，直接影响了航空影像和影像镶嵌的质量，使镶嵌结果呈现出 明显的明暗不一，色彩分布不均，进而影响了大型无缝影像库色彩平衡的实现。同时，也不 同程度地影响了航空影像的应用以及进一步处理(如特征提取、目标识别、分类、解译等)。 因此，对这种不均勻光照现象进行研究和处理，获得高质量的数字航空影像，具有重要的理 论和实际应用价值。对数字航空影像进行消除不均勻光照的处理，称为勻光处理。当前，对于航空影像的色彩平衡处理，比较有代表性的处理方法是用数学模型模 拟影像亮度变化，然后再对影像不同部分进行不同程度的补偿，从而获得亮度、反差均勻的 影像。遥感图像处理软件ERDASIMAGINE8. 5中的色彩平衡功能采用的就是这种方法，它提 供了 4种数学模型来模拟影像亮度的变化。但是由于造成影像亮度、反差分布不均勻的原 因很多，而且是不规则的，因此影像中一些不规则的亮度变化和孤立的亮度变异很可能会 导致模拟影像亮度变化的失败，最终严重影响勻光处理的效果。不透明处曝光量少，使得像 片上较大密度和较小密度都过多的出现，导致照度不均勻。勻光技术就是在晒印像片时，通 过对曝光过强和曝光过弱的地方进行补偿，获得照度均勻的光学像片。目前的影像勻光方法还有马斯克勻光方法，该方法认为不均勻光照的原始影像可 以看成是由受光均勻的信号影像叠加了一个非均勻背景影像的结果，勻光的目的是从原始 影像中减去背景影像。这种方法要求事先准确地模拟出背景影像，才能得到较好的勻光效 果。然而，诸多因素影响着背景影像，寻找背景影像是一件困难的事情，而且不同原始影像 的背景可能不尽相同。因此，需要一种能够适应多误差源的数字影像勻光方法，以获得较好的勻光效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种数字影像的勻光方法，能够获得更好的数字影像勻光效果。为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种数字影像的勻光方法，包括(a)对待处理的数字影像进行小波变换，生成第一子带影像、第二子带影像、第三 子带影像和第四子带影像4个子带影像，所述第一子带影像的小波系数为近似系数，所述 第二子带影像的小波系数为水平细节系数，所述第三子带影像的小波系数为垂直细节系 数，所述第四子带影像的小波系数为对角细节系数；(b)对所述第一子带影像作近似系数调整，用衰减算子作用于所述近似系数，使所 述近似系数中的大值减小、小值增大；(c)对所述第二子带影像、第三子带影像和第四子带影像作细节系数调整，对所述 水平细节系数、垂直细节系数和对角细节系数分别作线性增强；(d)对作过系数调整后的第一子带影像、第二子带影像、第三子带影像和第四子带 影像进行小波逆变换，得到重建后的数字影像。进一步地，上述方法还可具有以下特点，步骤(b)中，所述用衰减算子作用于所述 近似系数具体为用衰减算子作用于多尺度分解后的近似系数。进一步地，上述方法还可具有以下特点，步骤(b)中，所述衰减算子为φ (x, y)^i^y)=-^-^^11)13A (x,y) a其中，A (χ, y)为取对数后的近似系数，α取该尺度近似系数对数值的平均值，β 根据整幅影像的对比度取值，β的取值范围为0.9-1.0。进一步地，上述方法还可具有以下特点，步骤(C)中，所述对所述水平细节系数、 垂直细节系数和对角细节系数分别作线性增强具体为对多尺度分解后的不同尺度的水平 细节系数、垂直细节系数和对角细节系数分别作线性增强。进一步地，上述方法还可具有以下特点，步骤(C)中，对同一尺度的水平细节系数 和垂直细节系数的增强幅度相等，对同一尺度的对角细节系数的增强幅度为同一尺度的水 平细节系数和垂直细节系数的^倍。进一步地，上述方法还可具有以下特点，步骤(a)中，对待处理的数字影像进行小 波变换具体为对待处理的数字影像进行三级小波变换。本专利技术数字影像的勻光方法能够获得更好的数字影像勻光效果。附图说明图1是本专利技术数字影像的勻光方法流程图；图2是二维小波变换分解算法原理图；图3是影像一级二维小波变换原理图；图4是二维小波逆变换重建算法原理图；图5是原始影像与用本专利技术数字影像的勻光方法处理后的重建影像对比图。 具体实施例方式本专利技术的主要构思是与信号影像相比较，背景影像可以认为是一个低频变化的 影像，而小波分析具有多分辨分析的特性，小波在时域和频域都有表征信号局部信息的能力，时间窗和频率窗都可以根据信号的具体形态动态调整。低频部分(信号平稳部分)小 波分析具有较长的时间窗口，以便能看清信号的趋势和整体变化情况；高频部分具有较短 的时间域窗口，从而能定位信号突变的瞬间时刻。就是说，小波分析可以达到将大轮廓和小 细节分解的功能。通过调整小波近似系数，从而达到对航空影像等数字影像亮度不均勻性 的整体改正，同时对小波细节系数进行线性增强处理，做到在影像勻光过程中，尽可能地不 丢失边缘细节信息。以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并 非用于限定本专利技术的范围。图1是本专利技术数字影像的勻光方法流程图，如图1所示，本专利技术数字影像的勻光方 法包括步骤101，对待处理的数字影像(即原始影像)进行小波变换(又称为小波分解)， 生成第一子带影像、第二子带影像、第三子带影像和第四子带影像4个子带影像，第一子带 影像的小波系数为近似系数，第二子带影像的小波系数为水平细节系数，第三子带影像的 小波系数为垂直细节系数，第四子带影像的小波系数为对角细节系数；图2是二维小波变换分解算法原理图，如图2所示，对于二维影像的小波变换，首 先在行方向上分别进行低通滤波和高通滤波，对分解系数重采样，然后在列方向上进行相 同的操作，即在列方向上进行低通滤波和高通滤波，对分解系数重采样。也就是说，二维小 波变换分解算法就是首先在行方向上进行一维小波分解，然后再在列方向上进行一维小波 分解。一维小波分解的公式如式(1)和(2)所示cI =TdK-IkcI⑴ηdI = Y4Sn-IkC0n (2)η其中，hn_2k为低通滤波器，gn_2k为高通滤波器，为原始信号，4为近似小波系数，< 为细节小波系数。一幅NXN大小的影像经过一次二维小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字影像的匀光方法，其特征在于，包括：（ａ）对待处理的数字影像进行小波变换，生成第一子带影像、第二子带影像、第三子带影像和第四子带影像４个子带影像，所述第一子带影像的小波系数为近似系数，所述第二子带影像的小波系数为水平细节系数，所述第三子带影像的小波系数为垂直细节系数，所述第四子带影像的小波系数为对角细节系数；（ｂ）对所述第一子带影像作近似系数调整，用衰减算子作用于所述近似系数，使所述近似系数中的大值减小、小值增大；（ｃ）对所述第二子带影像、第三子带影像和第四子带影像作细节系数调整，对所述水平细节系数、垂直细节系数和对角细节系数分别作线性增强；（ｄ）对作过系数调整后的第一子带影像、第二子带影像、第三子带影像和第四子带影像进行小波逆变换，得到重建后的数字影像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴云东，耿利川，李崇祥，李平，陈水利，
申请(专利权)人：吴云东，耿利川，李崇祥，李平，陈水利，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]