Метод яркостной коррекции радиолокационных изображений на этапе предварительной обработки снимков

В задачах визуального анализа радиолокационных снимков актуальной проблемой является согласование чрезвычайно широкого динамического диапазона радиолокационных изображений с возможностями стандартных устройств отображения и человеческого зрения. Существующие программные продукты для обработки материалов дистанционного зондирования Земли ориентированы преимущественно на оптические данные. Они не учитывают физическую специфику формирования радиолокационных сигналов, что вынуждает ползователя тратить значительное время на ручной подбор параметров нелинейных преобразований для каждого снимка.
Статистические свойства радиолокационных изображений интенсивности определяются тем, что фоновая составляющая подчиняется экспоненциальному закону распределения, а яркие точечные и сосредоточенные объекты стремятся к нормальному распределению. Применение прямого линейного растяжения гистограммы неизбежно приводит либо к потере информации на темных участках, либо к полному насыщению ярких целей.
В докладе представлен разработанный автоматизированный метод яркостной коррекции, основанный на анализе глобальных статистик исходного изображения интенсивности. Предлагаемый алгоритм включает определение минимальных и максимальных значений яркости, математического ожидания и среднеквадратичного отклонения. Границы входного диапазона устанавливаются с учетом статистической модели радиолокационного сигнала, что позволяет корректно охватить как фоновую составляющую, так и яркие отражатели без потери деталей. Далее применяется комбинация линейного растяжения заданного диапазона и нелинейного степенного преобразования с показателем степени меньше единицы для согласования экспоненциального распределения с линейным откликом монитора.
Практическая реализация метода выполнена на данных радиолокационных снимков высокого разрешения. Эксперимент подтвердил, что в отличие от стандартных оптических методов, предлагаемый подход обеспечивает одновременную и качественную визуализацию низкоконтрастных фоновых объектов и высококонтрастных искусственных сооружений. Разработанный метод позволяет полностью исключить ручные операции при предварительной подготовке, существенно повысить оперативность обработки и может быть рекомендован для создания равномерных по яркости мозаичных покрытий из разнородных радиолокационных данных.