光学学报, 2014, 34 (11): 1128003, 网络出版: 2014-10-08   

基于全变分的航空图像条带噪声消除方法

Method of Destriping Stripe Noise of Aerial Images Based on Total Variation
周达标 1,2,3,*李刚 1,3王德江 1,3贾平 1,3
作者单位
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中科院航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
摘要
条带噪声会影响推扫式航空相机成像质量,去除条带噪声是提高后续数据分析精度的关键环节。分析了航空图像条带噪声的主要来源和模型,提出了一种基于全变分的抑制条带噪声方法。根据相对平坦区域估计每个像元的增益和偏置值,利用全变分模型,采用梯度下降法迭代求解进行图像重构。实验结果表明,仿真图像峰值信噪比从31 dB提高到40 dB,实际航拍图像辐射质量提升因子提高到9 dB。与传统方法相比,该方法处理的图像变异逆系数和辐射质量提升因子有所提高,有效去除图像中的条带噪声,保留原图像的细节信息。
Abstract
Stripe noise perturbs image qualities of push-broom-type aerial camera, thus eliminating stripe noise is of vital importance to improve the precision of posterior data analysis. The main sources and the model of stripe noise in aerial images are analyzed and a new destriping stripe noise algorithm based on total variation is proposed. The gain and offset of each pixel are estimated based on quasi-homogeneous regions. The total variation algorithm is utilized and the image is reconstructed by the gradient descent method iteratively. The qualitative analysis results demonstrate that the peak signal-to-noise ratio of the simulated image is improved from 31 dB to 40 dB and the improvement factor of radiometric quality of the real aerial image is improved to 9 dB. Compared with traditional methods, the proposed algorithm can achieve higher inverse coefficient of variation and improvement factors of radiometric quality. Stripe noise can be effectively removed with detailed information of the original image reserved.

周达标, 李刚, 王德江, 贾平. 基于全变分的航空图像条带噪声消除方法[J]. 光学学报, 2014, 34(11): 1128003. Zhou Dabiao, Li Gang, Wang Dejiang, Jia Ping. Method of Destriping Stripe Noise of Aerial Images Based on Total Variation[J]. Acta Optica Sinica, 2014, 34(11): 1128003.

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