基于网格的遥感影像匀色镶嵌方法、装置、设备及介质与流程

1.本发明涉及影像匀色镶嵌技术领域，特别涉及一种基于网格的遥感影像镶嵌匀色方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.随着遥感技术的发展，多视角遥感影像的匀色与拼接技术是近年来对地观测迅速发展的影像处理技术之一。利用多视角遥感影像进行数据的匀色与拼接，可以产生一幅更为完整、全面、可靠的对地观测的全景影像。但是不管是利用航空遥感还是无人机遥感获取的遥感影像，由于获取光学遥感影像的传感器特性，以及影像获取时间、拍摄环境等多种因素的影响，使得遥感影像在色彩上会存在不同程度的差异，这种差异会给遥感影像在数字正射影像图制作、影像判读、影像解译等工程领域的应用造成不同程度的影响，为了消除影像的色彩差异，需要对影像进行色彩一致性处理，按照生产需求，将遥感影像的匀光匀色处理分成三种场景：一是对单张影像内部的色彩一致性处理，二是为保证整个测区最终成图的色彩一致性而进行的多幅影像之间的匀光匀色处理，三是对镶嵌后的大范围影像镶嵌成果进行的色彩一致性处理。
3.传统的影像色彩一致性处理主要依靠技术人员使用图像处理软件进行人工调节，工作量大及主观性强，难以满足规模逐渐增大的生产需求，近年来，国内外业界专家陆续提出新的理论和方法，具有代表性的有mask匀光算法和基于wallis滤波的匀光算法，mask匀光是利用低通滤波的原理从原始影像中减去不均匀的背景影像以获得亮度均匀的影像，这种方法在针对单幅影像的匀光处理中应用较多，但是对于细节较多的大面积测区往往难以使用统一的参数批量处理，容易造成整体反差不均匀，wallis滤波方法常被应用于影像之间的色彩一致性处理，为了使整个测区的影像拥有统一的色彩基准且不受影像处理顺序的影响，需要确定一个目标均值和目标标准差，通常的做法是选择一幅具有代表性的标准片，即匀色模板，所有的影像以匀色模板为基准进行匀色处理，由于均值和标准差都是统计值，匀色模板与待处理影像的尺寸不宜相差太大，否则容易造成地物色彩的失真，在工程应用中，为了获取较优的匀色效果，匀色模板的选取和制作成为一项繁琐的工作，比如厉芳婷等人提出首先对降分辨率拼接输出的生产测区正射影像进行人工调色，然后以调节后的低分辨率影像作为匀色模板对原分辨率影像进行匀色，这种方法需要对整测区的影像完成两次拼接，而且需要对作为匀色模板的低分辨率影像进行人工调色，增加了工作量，此外，对于多种数据源、多种分辨率、多种幅面大小的影像混合的较大测区，使用单一模板对整测区的影像进行处理容易造成不同类型的地物色彩过分趋近一致，造成不同类型地物之间的区分度下降，另一方面，在遥感正射影像工程化生产中，不同分包单位的处理成果、同一单位不同批次的处理成果、以及不同作业人员的处理成果都难以避免存在色彩方面的差异，因此如何保证不同分包数据在处理过程中拥有统一的色彩基准以及如何对不同测区的成果影像进行进一步的一致性处理都对匀光匀色的技术和方案提出了新的要求。
4.综上，在大地理范围、多数据源、不同分辨率以及影像质量参差不齐等复杂数据条
件下，传统匀色技术易造成色彩偏差的积累和传递，存在难以保证色彩均匀过渡的问题。


技术实现要素：

5.为解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种基于网格的遥感影像镶嵌匀色方法，包括以下步骤：
6.s10：获取若干遥感影像，根据每一所述遥感影像及其分辨率确定每一所述遥感影像参与镶嵌的范围对应的网格索引集合；
7.s20：根据所述网格索引集合对若干所述遥感影像进行镶嵌以获得镶嵌结果影像；
8.s30：根据所述网格索引集合分别提取每一所述遥感影像的纹理特征；
9.s40：根据每一所述遥感影像的所述纹理特征及目标色彩特征对所述镶嵌结果影像进行匀色处理以获得匀色结果影像。
10.在一些实施例中，步骤s10包括以下步骤：
11.s11：根据所述分辨率构建所述遥感影像和网格等级的映射关系；
12.s12：在所述遥感影像对应的网格等级中对所述遥感影像所在区域进行索引，以获得由表示每一所述遥感影像的网格组成的初步网格索引集合。
13.在一些实施例中，步骤s10还包括步骤s12之后的以下步骤：
14.s13：求出相邻两所述遥感影像之间的镶嵌线，将所述镶嵌线网格化以获得初步镶嵌线网格；
15.s14：根据所述初步网格索引集合和所述遥感影像对所述初步镶嵌线网格进行调整获得镶嵌线网格，以使得所述镶嵌线网格避免涵盖特殊信息点；
16.s15：通过所述镶嵌线网格和所述初步网格索引集合计算出包含每一所述遥感影像参与镶嵌的范围对应的子网格的所述网格索引集合。
17.在一些实施例中，步骤s30包括：
18.s31：根据每一所述子网格各自的所述网格等级确定所述遥感影像对应的卷积核；
19.s32：使用所述卷积核根据所述网格索引集合对对应的所述遥感影像进行高斯滤波，以获得所述每一所述遥感影像参与镶嵌范围的所述纹理特征。
20.在一些实施例中，所述目标色彩特征为通过对参考影像进行高斯滤波获得的。
21.在一些实施例中，所述步骤s40包括：
22.s41：提供匀色参考影像；
23.s42：对所述匀色参考影像进行高斯滤波，并通过所述网格索引集合提取各区域对应的色彩特征作为所述目标色彩特征；
24.s43：根据所述纹理特征和所述目标色彩特征通过所述网格索引集合对所述镶嵌结果影像的对应区域进行匀色处理运算获得所述匀色结果影像。
25.在一些实施例中，步骤s40之后还包括：
26.s50：对所述匀色结果影像进行均值滤波处理。
27.本发明还提供一种基于网格的遥感影像镶嵌匀色装置，包括：
28.网格索引单元，用于获取若干遥感影像，根据每一所述遥感影像及其分辨率确定每一所述遥感影像参与镶嵌的范围对应的网格索引集合；
29.镶嵌单元，用于根据所述网格索引集合对若干所述遥感影像进行镶嵌以获得镶嵌
结果影像；
30.特征提取单元，用于根据所述网格索引集合分别提取每一所述遥感影像的纹理特征；
31.匀色单元，用于根据每一所述遥感影像的所述纹理特征及目标色彩特征对所述镶嵌结果影像进行匀色处理以获得匀色结果影像。
32.本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机被处理器执行时实现如上任一项所述的一种基于网格的遥感影像镶嵌匀色方法。
33.本发明还提供一种计算机设备，包括至少一个处理器、及与所述处理器通信连接的存储器，其中所述存储器存储可被至少一个处理器执行的指令，所述指令被至少一个处理器执行，以使所述处理器执行如上任一项所述的一种基于网格的遥感影像镶嵌匀色方法。
34.基于上述，与现有技术相比，本发明提供的一种基于网格的遥感影像镶嵌匀色方法，首先获取若干遥感影像，根据每一遥感影像及其分辨率确定每一遥感影像参与镶嵌的范围对应的网格索引集合；根据网格索引集合对若干遥感影像进行镶嵌以获得镶嵌结果影像；根据网格索引集合分别提取每一遥感影像的纹理特征；根据每一遥感影像的纹理特征及目标色彩特征对镶嵌结果影像进行匀色处理以获得匀色结果影像。通过将遥感影像和网格形成映射关系，便于在镶嵌之后通过网格索引集合对于不同源的遥感影像进行分幅的纹理特征提取，降低传统匀色方法中由于各遥感影像本身差异带来的匀色效果差的影响。
35.本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
37.图1为本发明提供的基于网格的遥感影像镶嵌匀色方法流程示意图；
38.图2为实施例步骤s10流程示意图；
39.图3为实施例步骤s30流程示意图；
40.图4为实施例步骤s40流程示意图。
具体实施方式
41.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普
通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，皆为“至少包含”的意思。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
45.为达优点至少其中之一或其他优点，如图1所示，本发明提供一种基于网格的遥感影像镶嵌匀色方法，包括以下步骤：
46.s10：获取若干遥感影像，根据每一遥感影像及其分辨率确定每一遥感影像参与镶嵌的范围对应的网格索引集合；
47.s20：根据网格索引集合对若干遥感影像进行镶嵌以获得镶嵌结果影像；
48.s30：根据网格索引集合分别提取每一遥感影像的纹理特征；
49.s40：根据每一遥感影像的纹理特征及目标色彩特征对镶嵌结果影像进行匀色处理以获得匀色结果影像。
50.在一些实施例中，上述步骤中的网格例如采用北斗网格或者gps网格等现有技术常用网格，本发明对此不做特殊限制，本实施例中以北斗网格为例进行说明。
51.在一些实施例中，如图2所示，步骤s10包括以下步骤：
52.s11：根据分辨率构建遥感影像和网格等级的映射关系，以使得每一遥感影像对应于某一等级的北斗网格，使得该遥感影像的分辨率和该等级的北斗网格的分辨率差异控制在一定范围，以便于后续根据索引网格等级确定卷积核时，为遥感影像选择到合适的卷积核以更高效高质量的提取纹理特征。较佳地，在一些实施例中，与遥感影像对应等级的索引网格的分辨率应当大于遥感影像本身的分辨率，如此用数量较少的网格作为遥感影像的索引，降低数据处理量。映射关系还可以根据实际需要进行不同的设置，本发明对此不做特殊限定。
53.s12：在遥感影像对应的网格等级中对遥感影像所在区域进行索引，以获得由表示
每一遥感影像的网格组成的初步网格索引集合，通过在确定的网格中将遥感影像所显示的区域索引出确定的表示范围，以作为后续在该区域各操作的索引依据。
54.接着，如图2所示，在一些实施例中，步骤s10还包括步骤s12之后的以下步骤：
55.s13：求出相邻两遥感影像之间的镶嵌线，将镶嵌线网格化以获得初步镶嵌线网格；其中镶嵌线的求取方法例如可采用现有技术中例如求影像重叠区域的骨架线等方式求出，本实施例对此不做特殊限定。镶嵌线的网格化例如可取镶嵌线在北沟网格中经过的网格作为初步镶嵌线网格。
56.s14：根据初步网格索引集合和遥感影像对初步镶嵌线网格进行调整获得镶嵌线网格，以使得镶嵌线网格避免涵盖特殊信息点；其中特殊信息点例如为初步镶嵌线网格所覆盖到的一些重要信息点，如建筑物、特殊地点等。
57.s15：通过镶嵌线网格和初步网格索引集合计算出包含每一遥感影像参与镶嵌的范围对应的子网格的网格索引集合。例如通过镶嵌线网格与初步网格索引集合中对应于参与该镶嵌的相邻两遥感影像的第一子网格进行布尔运算可得出每一遥感影像参与与镶嵌的范围对应的子网格，所有子网格形成网格索引集合。
58.在一些实施例中，步骤s20中可根据网格索引集合确定每一遥感影像参与镶嵌的范围，根据网格码进行坐标转换为遥感影像上的坐标进行影像的切割镶嵌，以获得镶嵌结果影像
59.在一些实施例中，如图3所示，步骤s30包括：
60.s31：根据每一子网格各自的网格等级确定遥感影像对应的卷积核；
61.s32：使用卷积核根据网格索引集合对对应的遥感影像进行高斯滤波，以获得每一遥感影像参与镶嵌范围的纹理特征。
62.通过对对应于不同网格等级的遥感影像选择与其相对应的卷积核，依据对应的卷积核对于来自不同源的遥感影像分别进行高斯滤波处理，然后取低频的结果也即提取遥感影像的纹理特征，可有效解决传统的匀色方法中由于滤波的卷积核无法与来自不同源的各遥感影像相适配而导致特征细节匹配度不高的问题。
63.在一些实施例中，目标色彩特征为通过对参考影像进行高斯滤波高频提取获得的。对于目标色彩特征的提取来源本实施例不做特殊限定。
64.优选地，如图4所示，在一些实施例中，步骤s40包括：
65.s41：提供匀色参考影像；
66.s42：对匀色参考影像进行高斯滤波，并通过网格索引集合提取各区域对应的色彩特征作为目标色彩特征；可通过网格索引集合的映射，将提取的影像中各区域的目标色彩特征与该区域映射存储。
67.s43：根据纹理特征和目标色彩特征通过网格索引集合对镶嵌结果影像的对应区域进行匀色处理运算获得匀色结果影像。进行匀色运算时，由于网格索引集合覆盖全部的镶嵌结果影像，且影像上每一处进行匀色运算所需要的纹理特征和色彩特征都通过网格索引集合与遥感影像上的对应区域形成映射，因此便于针对镶嵌结果影像上的各区域的不同特征进行分别的针对性匀色运算，具有更高的细节匹配度，进而提高了匀色效果。其中具体地匀色运算为现有技术中常用算法，此处不做赘述。
68.优选地，在一些实施例中，步骤s40之后还包括：
69.s50：对匀色结果影像进行均值滤波处理。
70.本发明还提供一种基于网格的遥感影像镶嵌匀色装置，包括：
71.网格索引单元，用于获取若干遥感影像，根据每一遥感影像及其分辨率确定每一遥感影像参与镶嵌的范围对应的网格索引集合；
72.镶嵌单元，用于根据网格索引集合对若干遥感影像进行镶嵌以获得镶嵌结果影像；
73.特征提取单元，用于根据网格索引集合分别提取每一遥感影像的纹理特征；
74.匀色单元，用于根据每一遥感影像的纹理特征及目标色彩特征对镶嵌结果影像进行匀色处理以获得匀色结果影像。
75.本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机被处理器执行时实现如上任一项的一种基于网格的遥感影像镶嵌匀色方法。
76.本发明还提供一种计算机设备，包括至少一个处理器、及与处理器通信连接的存储器，其中存储器存储可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使处理器执行如上任一项的一种基于网格的遥感影像镶嵌匀色方法。
77.基于上述，与现有技术相比，本发明提供的一种基于网格的遥感影像镶嵌匀色方法，首先获取若干遥感影像，根据每一遥感影像及其分辨率确定每一遥感影像参与镶嵌的范围对应的网格索引集合；根据网格索引集合对若干遥感影像进行镶嵌以获得镶嵌结果影像；根据网格索引集合分别提取每一遥感影像的纹理特征；根据每一遥感影像的纹理特征及目标色彩特征对镶嵌结果影像进行匀色处理以获得匀色结果影像。通过将遥感影像和网格形成映射关系，便于在镶嵌之后通过网格索引集合对于不同源的遥感影像进行分幅的纹理特征提取，降低传统匀色方法中由于各遥感影像本身差异带来的匀色效果差的影响。
78.另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
79.尽管本文中较多的使用了诸如网格、网格索引集合、纹理特征、目标色彩特征、镶嵌结果影像和匀色结果影像等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
80.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。