目标对象成像校正方法、装置和卫星探测器与流程

本发明涉及图像校正技术领域，尤其是涉及一种目标对象成像校正方法、装置和卫星探测器。

背景技术

目前，卫星探测器在拍摄目标对象时得到的图像数据之后，将卫星上的图像数据传输到地面之后进行校正操作。校正操作一般采用人工对数据进行判别的方式进行。具体来说，根据出现辐射畸变类型选择方法进行处理，包括均值操作、局部平均法，然而，利用人工对数据进行判别的方式，效率低且负担大。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供目标对象成像校正方法、装置和卫星探测器，能够在卫星探测头对目标对象进行多次曝光后，在星上进行剔除极值操作，快速高效的降低了辐射畸变，减轻了地面辐射矫正处理的负担。

第一方面，本发明实施例提供了一种目标对象成像校正方法，应用于卫星探测器中，包括：

获取目标对象的多个图像；所述多个图像为所述卫星探测头对所述目标对象按照时间延迟的方式多次曝光获得的；

将所述多个图像中的像元划分成多个像元组；每个像元组包括多个像元；所述每个像元组中的多个像元均表示同一位置的目标对象的图像像元；

对每个像元组进行步骤：剔除所述像元组内的多个像元中的极值，得到优化像元组；

根据所述多个像元组得到的多个所述优化像元组，得到目标对象的校正后的图像数据，以将校正后的图像数据由星上传输到地面接收器中。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，剔除所述像元组内的多个像元中的极值，得到优化像元组，包括：

对所述像元组内的多个像元进行排序，得到优化队列；

将所述优化队列中的第一个像元和最后一个像元作为极值进行剔除，得到优化像元组。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，对所述像元组内的多个像元进行排序，得到优化队列，包括：

获取所述像元组内的多个像元对应的多个像元大小值；

按照从大到小的顺序，对所述多个像元大小值进行排序，得到优化队列。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，根据所述多个像元组得到的多个所述优化像元组，得到目标对象的校正后的图像数据，包括：

按照曝光时间，逐一将多个所述优化像元组的每一个优化像元组内的多个像元进行叠加，实现时间延迟积分，得到多个校正后的像元；

根据所述多个校正后的像元，得到目标对象的校正后的图像数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述多个图像为所述卫星探测头对所述目标对象的在同一周期内的按照时间延迟的方式多次曝光获得的。

第二方面，本发明实施例还提供一种目标对象成像校正装置，应用于卫星探测器中，包括：

获取模块，用于获取目标对象的多个图像；所述多个图像为所述卫星探测头对所述目标对象按照时间延迟的方式多次曝光获得的；

划分模块，用于将所述多个图像中的像元划分成多个像元组；每个像元组包括多个像元；所述每个像元组中的多个像元均表示同一位置的目标对象的图像像元；

剔除模块，用于对每个像元组进行步骤：剔除所述像元组内的多个像元中的极值，得到优化像元组；

结果模块，用于根据所述多个像元组得到的多个所述优化像元组，得到目标对象的校正后的图像数据，以将校正后的图像数据由星上传输到地面接收器中。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述剔除模块，包括：

排序子模块，用于对所述像元组内的多个像元进行排序，得到优化队列；

剔除子模块，用于将所述优化队列中的第一个像元和最后一个像元作为极值进行剔除，得到优化像元组。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述排序子模块，具体用于：获取所述像元组内的多个像元对应的多个像元大小值；按照从大到小的顺序，对所述多个像元大小值进行排序，得到优化队列。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述结果模块，包括：

叠加子模块，用于按照曝光时间，逐一将多个所述优化像元组的每一个优化像元组内的多个像元进行叠加，实现时间延时积分，得到多个校正后的像元；

结果子模块，用于根据所述多个校正后的像元，得到目标对象的校正后的图像数据。

第三方面，本发明实施例还提供一种卫星探测器，包括：图像采集器、处理器和存储器；所述处理器分别与所述图像采集器和存储器相连；

所述图像采集器用于采集目标对象的多个图像；

所述存储器用于存储程序；

所述处理器，用于调取所述存储器中的程序，执行所述计算机程序时实现上述实施例任一项所述的方法的步骤。

本发明实施例带来了以下有益效果：通过获取目标对象的多个图像，多个图像为卫星探测头对目标对象按照时间延迟的方式多次曝光获得的，将多个图像中的像元划分成多个像元组；每个像元组包括多个像元，每个像元组中的多个像元均表示同一位置的目标对象的图像像元，对每个像元组进行步骤：剔除像元组内的多个像元中的极值，得到优化像元组，根据多个像元组得到的多个优化像元组，得到目标对象的校正后的图像数据，将校正后的图像数据由星上传输到地面接收器中，本发明在卫星探测头对目标对象进行多次曝光后，在星上进行剔除极值的操作，快速高效的降低了辐射畸变，减轻了地面辐射矫正处理的负担。

本发明的其他特征和优点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优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例提供的目标对象成像校正方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的图像中像元的位置的示意图；

图3为本发明实施例提供的图像中像元的位置的局部放大的示意图；

图4为本发明实施例提供的得到优化像元组的流程图；

图5为本发明实施例提供的目标对象成像校正装置的结构图；

图6为本发明实施例提供的剔除模块的结构图；

图7为本发明实施例提供的结果模块的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

目前卫星探测器在拍摄目标对象时得到的图像数据之后，将卫星上的图像数据传输到地面之后进行校正操作。校正操作一般采用人工对数据进行判别的方式进行。具体来说，根据出现辐射畸变类型选择方法进行处理，包括均值操作、局部平均法，然而，利用人工对数据进行判别的方式，效率低且负担大。

基于此，本发明实施例提供的一种目标对象成像校正方法、装置和卫星探测器，可以通过获取目标对象的多个图像，多个图像为卫星探测头对目标对象的多次曝光获得的，将多个图像中的像元划分成多个像元组；多个像元组中的每个像元组在对应图像中的位置相同；每个像元组包括多个像元，对每个像元组进行步骤：剔除像元组内的多个像元中的极值，得到优化像元组，根据多个像元组得到的多个优化像元组，得到目标对象的校正后的图像数据，将校正后的图像数据由星上传输到地面接收器中，本发明在卫星探测头对目标对象进行多次曝光后，在星上进行剔除极值的操作，快速高效的降低了辐射畸变，减轻了地面辐射矫正处理的负担。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种目标对象成像校正方法进行详细介绍，

本发明提供的方法应用于卫星探测器中，即再卫星探测器中进行。卫星探测器对于目标对象进行图像拍摄，从而能够获得目标对象的图像信息。

结合图1所示，本方法包括：

s110：获取目标对象的多个图像；多个图像为卫星探测头对目标对象按照时间延迟的方式多次曝光获得的。

具体来说，卫星探测器包括图像采集器，在卫星探测器对目标对象进行图像采集时，通常在一个周期内图像采集器按照时间延迟的方式进行多次曝光，得到多张图像，然后，图像采集器将采集的图像上传到卫星探测器的处理部分，从而得到目标对象的多个图像。其中，多个图像为同一周期内的按照时间延时的方式多次曝光获得的。结合图2所示，目标对象对应的图像为图2(a)，图2(b)为4次曝光得到图2(a)中全部的图像像元。如图2(b)所示，在曝光t1时刻，得到图2(a)中的p11到p44的图像像元，在曝光t2时刻，得到图2(a)中的p21到p54的图像像元，在曝光t3时刻，得到图2(a)中的p31到p64的图像像元，在曝光t4时刻，得到图2(a)中的p41到p74的图像像元。

s120：将多个图像中的像元划分成多个像元组；多个像元组中的每个像元组在时间延迟的相对位置相同；每个像元组包括多个像元。

作为一个示例，结合图2(a)所示，目标对象对应的图像中具有从p11到p74等等28个像元，图像中的像元均有自己的位置，像元的位置采用pij表示，i为图像采集器相对于目标对象移动方向上的像元个数，j为水平发方向上的像元个数。例如：第一行第一列的像元为p11，依次类推，可以为p12、p13、p14、p21、......、p74。

结合图3所示，以卫星探测器进行4次曝光就能够拍摄到图2(a)中的所有像元为例，每一次曝光得到一个图像，图像t1、图像t2、图像t3、图像t4，在每个图像中，像元的位置采用pij(tn)表示，例如：图像t1中的第一行第一列的像元为p11(t1)。每个像元组中的多个像元均表示同一位置的目标对象的图像像元具体理解为，在曝光t1时刻的图像中的某个图像位置处的像元、与曝光t2时刻图像中的某个图像位置处的像元、曝光t3时刻图像中的某个图像位置处的像元、曝光t4时刻图像中的某个图像位置处的像元均表示同一位置的目标对象的图像像元，虽然在每个曝光图像中该像元所处的位置不同，但均代表同一个像元。例如：图2(a)中的像元p41，在时间延迟下，为曝光t1时刻中的p41(t1)、曝光t2时刻中p31(t2)、曝光t3时刻中p21(t3)、曝光t4时刻中p11(t4)。所以，将p41(t1)、p31(t2)、p21(t3)、p11(t4)划分成为一个像元组，依次类推，将p42(t1)、p32(t2)、p22(t3)、p12(t4)划分成为一个像元组，将p43(t1)、p33(t2)、p23(t3)、p13(t4)划分成为一个像元组，即，这个像元组在图2中的图像p42的位置上，等等，将图2(a)中的28个图像像元，由四次曝光中的多个像元可以分成对应的28组，图2(a)中图像中的每一个像元位置处均有一个由多次曝光组成的像元组。

s130：对每个像元组进行步骤：剔除像元组内的多个像元中的极值，得到优化像元组。

具体来说，结合图4所示，步骤s130包括：

s1301：对像元组内的多个像元进行排序，得到优化队列。

具体来说，获取像元组内的多个像元对应的多个像元大小值，按照从大到小的顺序，对多个像元大小值进行排序，得到优化队列。

具体来说，每个像元均具有自己的内存数值，即，像元大小值，对像元大小值进行排序，即对像元大小值对应的像元进行排序，得到优化队列。例如：像元组内的第一像元到第四像元的大小值分别为2，5，1，10，则优化队列为：第四像元、第三像元、第一像元、第二像元。

s1302：将优化队列中的第一个像元和最后一个像元作为极值进行剔除，得到优化像元组。

具体来说，得到的优化队列为：第四像元、第三像元、第一像元、第二像元，将，排在队列中的第一个像元和最后一个像元作为极值进行剔除，即，剔除掉最大值和最小值，将第四像元和第二像元剔除，得到优化像元组。

由于传感器本身及随机噪声所产生的辐射畸变，主要包括死像元、纵向条纹、横向条纹和噪声这几种失真，主要体现在同一周期中多次曝光时极大值和极小值，所以，本发明进行剔除极大值和极小值，在卫星上简单高效实现辐射校正，消除由于传感器本身及随机噪声所产生的辐射畸变，简化了后续地面上的人工校正工作。

s140：根据多个像元组得到的多个所述优化像元组，得到目标对象的校正后的图像数据，以将校正后的图像数据由星上传输到地面接收器中。

步骤s140具体包括：

按照曝光时间，逐一将多个优化像元组的每一个优化像元组内的多个像元进行叠加，实现时间延迟积分，得到多个校正后的像元；

根据多个校正后的像元，得到目标对象的校正后的图像数据。

具体来说，沿扫描方向第一个像元在第一个曝光积分周期内获取到的数字信号不直接输出，而是等待积分周期内所有像元的数字信号都获取到了之后，将所有的信号值按其大小进行排序，并剔除掉其中的最大值与最小值，然后将剩余所有像元收集到的信号累加然后读出。

在得到校正后的图像数据后，将这个图像数据传输至地面接收器，地面接收器接收后，工作人员可以对该图像数据进行处理。

结合图5所示，本发明实施例还提供了一种目标对象成像校正装置，应用于卫星探测器中，包括：获取模块510、划分模块520、剔除模块530和结果模块540。其中，

获取模块510，用于获取目标对象的多个图像；多个图像为所述卫星探测头对目标对象按照时间延迟的方式多次曝光获得的；

划分模块520，用于将多个图像中的像元划分成多个像元组；每个像元组包括多个像元；所述每个像元组中的多个像元均表示同一位置的目标对象的图像像元；

剔除模块530，用于对每个像元组进行步骤：剔除像元组内的多个像元中的极值，得到优化像元组；

结果模块540，用于根据多个像元组得到的多个所述优化像元组，得到目标对象的校正后的图像数据，以将校正后的图像数据由星上传输到地面接收器中。

综上可知，本发明实施例提供的目标对象成像校正装置，可以通过获取目标对象的多个图像，多个图像为卫星探测头对目标对象按照时间延迟的方式多次曝光获得的，将多个图像中的像元划分成多个像元组；每个像元组包括多个像元；每个像元组中的多个像元均表示同一位置的目标对象的图像像元，对每个像元组进行步骤：剔除像元组内的多个像元中的极值，得到优化像元组，根据多个像元组得到的多个优化像元组，得到目标对象的校正后的图像数据，将校正后的图像数据由星上传输到地面接收器中，本发明在卫星探测头对目标对象进行多次曝光后，在星上进行剔除极值的操作，快速高效的降低了辐射畸变，减轻了地面辐射矫正处理的负担。

结合图6所示，剔除模块530，包括：排序子模块5301和剔除子模块5302。

其中，排序子模块5301，用于对所述像元组内的多个像元进行排序，得到优化队列。剔除子模块5302，用于将优化队列中的第一个像元和最后一个像元作为极值进行剔除，得到优化像元组。

可选的，排序子模块5301，具体用于：获取所述像元组内的多个像元对应的多个像元大小值；按照从大到小的顺序，对所述多个像元大小值进行排序，得到优化队列。

结合图7所示，结果模块540，包括：

叠加子模块5401，用于按照曝光时间，逐一将多个所述优化像元组的每一个优化像元组内的多个像元进行叠加，实现时间延迟积分，得到多个校正后的像元；

结果子模块5402，用于根据所述多个校正后的像元，得到目标对象的校正后的图像数据。

本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

本发明实施例还提供了一种卫星探测器，包括：图像采集器、处理器和存储器；所述处理器分别与所述图像采集器和存储器相连；

所述图像采集器用于采集目标对象的多个图像；

所述存储器用于存储程序；

所述处理器，用于调取所述存储器中的程序，执行所述计算机程序时实现上述实施例任一项所述的方法的步骤。

其中，图像采集器可以为cmos图像传感器，cmos：cmos(complementarymetal-oxide-semiconductor)，中文学名为互补金属氧化物半导体，cmos图像传感器实际上是一个比较完整的“相机”，它将光电感应二极管、信号放大电路、adc转换电路、信号传输电路和信号控制电路集成在一个芯片上。

其中，存储器可能包含高速随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。

其中，存储器用于存储程序，所述处理器在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。

处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明实施例的描述中，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，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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元件必须具有特定的方位、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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。