干涉成像光谱图像条带噪声去除方法研究

• 作 者: 周春城
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 条带噪声 小波变换 干涉图 干涉成像光谱 成像机理

干涉成像光谱技术以其高通量、多通道和高光谱分辨率等优点,为发展高光谱前沿遥感技术提供了一条极有潜力的技术途径。我国于2008年发射的环境减灾小卫星上搭载了自主研制的空间调制型干涉超光谱成像仪(HSI),首次实现了国产航天高光谱数据源的获取,但HJ-1A/HSI影像的短波波段出现了较为严重的条带噪声问题,这大大影响了这种新型遥感数据的应用效果。由于干涉光谱数据条带噪声产生的机制有别于传统光学图像,为了有效的实现条带噪声去除而不损失光谱信息,有必要从干涉光谱图像的成像机理出发,探索出一种全新的条带噪声去除方法。　　
论文深入分析了传统的条带噪声去除方法和干涉光谱成像技术的机理,提出了在原始干涉图上的条带去除方法。研究成果主要有如下几点:　　
(1)对干涉光谱图像的成像机理和实际HJ-1A/HSI影像的条带噪声分布特点进行了深入的分析,对理想的无条带高光谱图像进行仿真,模拟了条带噪声的引入过程,最终得到的仿真图像其条带噪声分布与实际影像的条带噪声分布一致。　　
(2)细致分析了传统的干涉光谱图像条带噪声去除方法的实现原理和适用范围,针对HJ-1A/HSI干涉成像光谱图像的特点,利用波段相关和高频子图滤波,对十小波变换去条带法进行了改进,较好的去除了HJ—1A/HSI干涉成像光谱图像的条带噪声。　　
(3)提出了在原始干涉图上进行的条带去除方法,该方法分三步进行——首先去除CCD面阵空间维上的正弦干扰,然后校正CCD面阵的响应度不一致性,最后对处理后的干涉图进行光谱重建,实现了从成像机理上对HJ-1A/HSI干涉成像光谱图像的条带噪声去除。　　
通过对HJ-1A/HSI影像的条带噪声去除实验,对比分析了各种条带噪声去除方法的性能,结果表明,本文所提出的基于干涉图的条带噪声去除方法从条带噪声产生的根源出发,较好的去除了条带噪声,同时又很好的保留了原始图像纹理细节和波段间的相关性等信息。