遥感影像复合云去除方法及相关装置与流程

本发明涉及图像处理，尤其涉及一种遥感影像复合云去除方法及相关装置。

背景技术：

1、光学卫星影像在成像时常常同时受到薄云与厚云的污染。

2、现有技术中，为了去除云污染，通常将影像划分为薄云区与厚云区；对薄云区，依据大气散射规律扣除薄云的散射贡献，即进行辐射校正；对厚云区，由于地表被完全遮蔽，通常借用同一地点其他日期获取的晴空影像进行顶替与重建，即进行多时相重建；最后将两区的处理结果拼接为一整幅影像。薄云区的辐射校正与厚云区的多时相重建是先后独立完成的，两区各自将自身区域处理至满意即停止，两者所依据的辐射基准之间缺乏强制一致的约束，导致在两区交界带上出现亮度突变，即分区接缝伪影。一些方法虽然对像素给出质量分级，但该分级作用于输入端，即依据像素处云的多少与厚薄来决定像素被分配到哪一条处理支路，而并不核对处理完成之后接缝两侧是否对齐；还有的方法对厚云区不作重建、直接沿用原始影像，接缝处的亮度不一致依然存在。

3、由此可见，现有技术对遥感影像中的云污染处理中存在接缝处理不佳的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种遥感影像复合云去除方法及相关装置，用以解决现有技术对遥感影像中的云污染处理中存在接缝处理不佳的问题。

2、为了解决上述问题，第一方面，本发明提供一种遥感影像复合云去除方法，包括：

3、确定待处理遥感影像的厚云区、薄云区以及厚云区和薄云区之间的过渡区；

4、确定过渡区的同名地物，以气溶胶散射系数对同名地物的反射率进行辐射校正，获得校正反射率，并基于辐射调整增益对同名地物进行重建，得到同名地物的重建反射率；

5、基于同名地物的校正反射率和重建反射率计算过渡区的界面联合质量分数，以增大界面联合质量分数为目标，调整气溶胶散射系数和辐射调整增益，得到目标气溶胶散射系数和目标辐射调整增益；

6、基于目标气溶胶散射系数对薄云区进行辐射校正，得到校正段反射率影像，基于目标辐射调整增益对厚云区进行重建，得到重建段反射率影像，融合校正段反射率影像和重建段反射率影像，得到去云影像。

7、在一种可能的实现方式中，确定待处理遥感影像的厚云区、薄云区以及厚云区和薄云区之间的过渡区，包括：

8、确定待处理遥感影像中的薄云区和厚云区；

9、在薄云区和厚云区的外侧选取预设宽度的范围作为薄云区和厚云区之间的过渡区。

10、在一种可能的实现方式中，确定过渡区的同名地物，以气溶胶散射系数对同名地物的反射率进行辐射校正，获得校正反射率，并基于辐射调整增益对同名地物进行重建，得到同名地物的重建反射率，包括：

11、基于过渡区未被遮挡的历史遥感影像确定过渡区中不同历史遥感影像中的同名地物；

12、基于大气散射模型以气溶胶散射系数对待处理遥感影响中的同名地物区域进行辐射校正，确定待处理遥感影像中同名地物区域的校正反射率；

13、以历史遥感影像为参考，按照预设的初始辐射增益对待处理遥感影响的同名地物区域进行重建，确定待处理遥感影像中同名地物区域的重建反射率。

14、在一种可能的实现方式中，界面联合质量分数由跨段传递一致性度量与跨段增益比一致性度量合成得到，基于同名地物的校正反射率和重建反射率计算过渡区的界面联合质量分数，包括：

15、以同名地物区域的重建反射率为自变量，以同名地物区域的校正反射率为因变量进行过原点最小二乘拟合，拟合得到的斜率为单一跨段传递增益；

16、将各同名地物区域对应的单一跨段传递增益的拟合残差的均方根除以校正反射率均值得到归一化残差，以1减去归一化残差得到跨段传递一致性度量；

17、计算校正反射率与重建反射率的比值得到跨段增益比，计算跨段增益比的变异系数，以1减去变异系数得到跨段增益比一致性度量；

18、对跨段传递一致性度量和跨段增益比一致性度量按照预设的权重进行加权求和，得到过渡区的界面联合质量分数。

19、在一种可能的实现方式中，以增大界面联合质量分数为目标，调整气溶胶散射系数和辐射调整增益，得到目标气溶胶散射系数和目标辐射调整增益，包括：

20、调整气溶胶散射系数和辐射调整增益中的至少一个，并计算调整后和调整前的界面联合质量分数的增量；

21、当增量大于或等于预设的增量阈值时，保留本次调整，直至达到预设条件中的至少一个，其中，预设条件包括界面联合质量分数大于或等于预设合格分数阈值且单一跨段传递增益与1之差的绝对值低于预设基准偏差阈值，或气溶胶散射系数和辐射调整增益的调整均不被接受。

22、在一种可能的实现方式中，调整气溶胶散射系数和辐射调整增益中的至少一个，包括：

23、轮流调整气溶胶散射系数和辐射调整增益中的一个，并基于调整后界面联合质量分数的增量确定气溶胶散射系数和辐射调整增益的调整方向。

24、在一种可能的实现方式中，融合校正段反射率影像和重建段反射率影像，得到去云影像，包括：

25、融合校正段反射率影像和重建段反射率影像，采集过渡区接缝线法向方向的地物类别不一致的样本对，得到两侧样本对；

26、计算两侧样本对中归一化植被指数均值之差的绝对值的指数阶跃，当指数阶跃小于预设阶跃阈值时，判定界面连续性合格，得到去云影像。

27、第二方面，本发明还提供一种遥感影像复合云去除装置，包括：

28、云区划分模块，用于确定待处理遥感影像的厚云区、薄云区以及厚云区和薄云区之间的过渡区；

29、反射率计算模块，用于确定过渡区的同名地物，以气溶胶散射系数对同名地物的反射率进行辐射校正，获得校正反射率，并基于辐射调整增益对同名地物进行重建，得到同名地物的重建反射率；

30、调整模块，用于基于同名地物的校正反射率和重建反射率计算过渡区的界面联合质量分数，以增大界面联合质量分数为目标，调整气溶胶散射系数和辐射调整增益，得到目标气溶胶散射系数和目标辐射调整增益；

31、融合模块，用于基于目标气溶胶散射系数对薄云区进行辐射校正，得到校正段反射率影像，基于目标辐射调整增益对厚云区进行重建，得到重建段反射率影像，融合校正段反射率影像和重建段反射率影像，得到去云影像。

32、第三方面，本发明还提供一种遥感影像复合云去除设备，其特征在于，包括遥感影像采集器、存储器和处理器，其中，

33、遥感影像采集器，用于采集待处理遥感影像；

34、存储器，用于存储程序；

35、处理器，与存储器耦合，用于执行存储器中存储的程序，以实现上述任一实现方式的遥感影像复合云去除方法中的步骤。

36、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的程序或指令，程序或指令被处理器执行时能够实现上述任一实现方式的遥感影像复合云去除方法中的步骤。

37、本发明的有益效果是：本发明提供的遥感影像复合云去除方法，通过确定待处理遥感影像的厚云区、薄云区以及厚云区和薄云区之间的过渡区，将遥感影像中的云污染部分划分为薄云区、厚云区和过渡区，对薄云区和厚云区的接缝用过渡区进行修正，保证接缝处理的效果更佳。确定过渡区的同名地物，以气溶胶散射系数对同名地物进行辐射校正，确定同名地物的校正反射率，并对同名地物按辐射调整增益进行重建得到同名地物的重建反射率；通过计算过渡区的同名地物校正反射率和重建反射率，并基于同名地物的校正反射率和重建反射率计算过渡区的界面联合质量分数，以增大界面联合质量分数为目标，调整气溶胶散射系数和辐射调整增益，得到目标气溶胶散射系数和目标辐射调整增益；通过过渡区的影像效果同时调整厚云区和薄云区的调整参数，保证厚云区、薄云区以及过渡区调整的一致性，以目标气溶胶散射系数对薄云区进行辐射校正，得到校正段反射率影像，以目标辐射调整增益对厚云区进行重建，得到重建段反射率影像，融合校正段反射率影像和重建段反射率影像，得到去云影像。通过调整后的参数对厚云区和薄云区进行处理，保证处理后的去云图像效果更佳。