Компенсация функции передачи модуляции гиперспектральных и многозональных снимков Земли

Целью гиперспектральной и многозональной съемки является получение информации о распределении отраженного от наблюдаемых объектов излучения в зависимости от длины волны. Для достижения этой цели в съемочной аппаратуре осуществляется разделение входного потока на несколько составляющих, каждая из которых содержит излучение в определенных диапазонах длин волн. Затем каждая составляющая регистрируется с помощью отдельного оптико-электронного устройства. При этом из-за технических особенностей (различного расположения оптико-электронных устройств в фокальной плоскости съемочного объектива, зависимости оптических свойств объектива от длины волны проходящего через него излучения и т.д.) регистрируемые в отдельных спектральных диапазонах изображения могут иметь различную детальность. Кроме этого в ряде съемочных систем (например, гиперспектральная съемочная аппаратура космической системы «Ресурс-П», аппаратура Hyperion космического аппарата EO-1) излучение регистрируется с помощью нескольких объективов, из-за отличий которых также наблюдается разная детальность в различных спектральных диапазонах съемки.

Детальность изображения численно может быть описана с помощью т.н. функции передачи модуляции. По описанным выше причинам изображения, входящие в состав многозонального снимка и зарегистрированные в различных спектральных диапазонах, имеют отличающуюся функцию передачи модуляции. Стоит задача приведения этих изображений к единой (наилучшей) функции передачи модуляции. Известны подходы решения этой задачи путем линейной фильтрации, с определением фильтра либо на основе известной функции рассеяния точки, либо с использованием дифференцирующего фильтра.

В докладе предлагается подход по оценке корректирующего фильтра непосредственно по обрабатываемым видеоданным на основе сопоставления изображений, полученных в разных спектральных каналах (и имеющих различную функцию передачи модуляции). Для оценки выбирается наиболее детальное изображение, которое используется в качестве опорного. С помощью регрессионного анализа выполняется поиск фильтра, приводящего функции передачи модуляции остальных изображений к опорному.

Оцененный таким образом фильтр учитывает конкретные искажения изображающего тракта. Важной особенностью предлагаемого способа является то, что он не требует знания фактической функции передачи модуляции изображений, определение которой является крайне трудной задачей.

Эффективность предлагаемого подхода иллюстрируется примерами обработки натурной информации от космических систем дистанционной съемки Земли.

Работа проводилась в рамках НИР 9-14Г по заказу Министерства образования и науки Российской Федерации.