基于影像相关的DOM色彩和纹理接边状况自动判断与评价

关键词：航内射影检查人员检查

在航内4D产品质量检查时, 对正射影像图DOM的检查过程中分幅影像间的相互接边状况是检查人员需要检查的一个重要指标, 常规的检查流程是手工调入有接边关系的两幅正射影像图进行叠加, 通过卷帘或者闪烁操作进行目视判读接边的状况, 这种检查方法比较烦琐, 尤其是在面对大批量的DOM产品时, 常规的目视检测方法耗时耗力, 而且对检查人员的要求也很高。针对这种情况我们开发检查程序实现影像接边状况的计算机程序化自动判断。

1 核心步骤

程序的核心步骤包括三个部分, 第一部分, 理解img影像数据格式, 无损失读写操作;第二部分, 利用多边形相交算法来确定检测影像集合间的接边拓扑关系;第三部分, 利用数字影像相关匹配技术和光谱色彩偏差指数计算, 结合人机交互设定的接边先验判别阈值来判定纹理和色彩是否接边。

2 具体理论算法

DOM的接边主要包含纹理的接边和色彩的接边, 纹理接边的判断主要依赖于影像间的灰度相关系数, 灰度相关系数是评价两影像纹理相似度的重要指标, 灰度相关系数的计算公式如下:

其中fA (i, j) 为A影像第i行j列的像素灰度值, fB (i, j) 为B影像第i行j列的像素灰度值, 为A影像的灰度均值, 为B影像的灰度均值, R为A和B两影像的相关系数, M, N为影像的宽和高。

色彩接边的判断主要依赖于影像间的光谱偏差指数, 光谱偏差指数是评价两影像光谱色差的重要指标, 光谱色差的计算公式如下:

3 具体实现方法

3.1 建立影像接边检查工作区

选择待查的影像集合中的任意一幅img格式分幅影像, 同时选择影像检查工程proj文件的存放路径。点击设置按钮即生成检查工程文件, 检查工程文件内容如下:检查工程文件包含有待查影像的数目, 待查影像的全路径, 以及所有影像的四角坐标参数。

3.2 建立工作区影像数据集合间邻边边拓扑关系

选择影像检查工程proj文件, 点击建立按钮, 即可生成接边拓扑文件topo, 建立之后可以点击查看TOPOLOGY按钮来查看接边拓扑关系文件。

接边拓扑关系文件包含待查影像的总数目126, 主片影像以及与主体影像有接边关系的影像数目, 然后是各接边影像与主片的重叠区域的精确四角坐标和各接边影像的全路径。

3.3 设置接边参数先验值自动判断接边与否, 生成接边报告

选择拓扑文件topo, 设置纹理接边判断阈阀, 其经验默认值为0.90和色彩接边判断阈阀, 其经验默认值为0.1, 点击检查按钮后程序自动计算接边参数, 自动判断纹理和色彩接边与否并生成接边报告。

点击查看报告按钮可以查看接边判断报告文件rep。

根据报告显示d__h50g001016.img与d__h50g001017重叠区波段1纹理匹配度:0.9238910482;色彩偏差指数:0.3277375449。

判断结论:色彩不接边, 纹理接边。将两影像以及周边影像在ERDAS软件中叠加进行目视判读情况如图1所示。

4 结语

本文为DOM的质量检查提供了简便快捷的方法, 接边的判断为基于影像灰度的定量分析, 检查结果可靠性大大增加。特别是对于大批量的影像数据的快速接边检测更为适用和方便, 先验参数的设置对产品质量检查人员有很好的引导作用。该程序由于选用ERDAS的数据格式img为处理对象, 可以与遥感影像的生产流程很好的对接, 可以快速检测单波段全色灰度影像数据, 也可以自动检测多光谱甚至超光谱影像数据, 为遥感影像产品的质量控制提供重要参考依据。

摘要：本文主要讲述了基于灰度相关系数和光谱色差两个重要影像指标并且结合经验参数, 进行批量自动检测分幅遥感影像间的色彩和纹理接边状况, 以此在实际生产实践中来衡量和控制分幅影像的质量。

关键词：DOM,ERDAS,影像灰度相关系数,光谱色差