基于IDL的高光谱图像噪声处理系统设计与实现.pdf

《基于IDL的高光谱图像噪声处理系统设计与实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2l卷第2期地质力学学报V0l_21NO．22015年6月JOURNALOFGE0MECHANICSJun．20l5文章编号：1006-6616(2015)024)183-07基于IDL的高光谱图像噪声处理系统设计与实现曾庆伟，张强，王晓飞(1．二十一世纪空间技术应用股份有限公司，北京100096；2．黑龙江大学黑龙江省电子工程重点实验室，哈尔滨150080)摘要：论述了基于IDL语言开发的高光谱图像噪声处理系统的系统架构、方案设计思路和系统实现，并对系统各个主要模块进行验证，证明了软件的可操作性和实用性。系统的开发可有效解决遥感

2、软件缺乏专业高光谱图像处理模块的f．q题，为高光谱遥感图像在地质勘查工作中的广泛应用提供了支持。关键词：IDL；高光谱图像；噪声处理中图分类号：TP79文献标识码：A由于各种因素的影响，高光谱图像受到了严重的条带噪声干扰。条带噪声的存在降低了高光谱图像的精度，给高光谱图像的后续处理带来了极大的不便。因此，条带噪声去除是高光谱图像预处理的关键一步。由于条带噪声广泛存在于多种高光谱图像中，且与常见噪声具有很大不同，已有不少学者对其进行研究，并提出了很多创新算法。但在实际应用中，仅仅有算法还是不足够的，还需要把算法转化为可独立执行的代码集

3、成到遥感图像处理系统中，方便在实际应用时对数据进行处理。目前，市场上还没有开发针对高光谱图像噪声处理的系统。本文结合地质勘查工作的应用需求和相关的成熟算法理论，基于IDL语言开发高光谱遥感图像噪声处理系统软件，具有噪声评估、噪声去除和质量评价等功能。1系统总体方案框架由于实际应用系统的人往往不具有较强的高光谱图像处理专业知识，因此在设计插件时，应注重插件的简单易操作性，同时兼顾系统的可扩展性。本次设计开发的高光谱遥感图像噪声处理系统采用IDL语言作为编译环境，方便功能扩展，在数据I／O操作上与主流遥感图像处理软件ENVI兼容，即插件

4、不仅可以读ENVI格式文件，而且插件运行生成的数据文件也可以由ENVI进行读取处理。不仅方便用户使用，同时极大地增强了插件的实际应用价值。插件的整个设计框架见图1。收稿日期：2014—12-01基金项目：中国地质调查局地质调查项目“地质勘查遥感系统集成与综合应用示范”(1212011120226)作者简介：曾庆伟(1984一)，男，江西樟树人，硕士，工程师，现主要从事遥感小卫星数据处理、应用等工作。E-mail!qwzengo6@163．corn184地质力学学报图1系统总体框架Fig．1Theoverallframeworkoft

5、hesystemdiagram2系统方案设计从系统的可重复利用性出发，尽可能对功能模块进行切分，一方面便于系统集成和升级，另一方面尽可能提高系统稳定性，同时也有利于系统的调试。2．1系统分层设计思想分层模块化设计是软件设计的一个重要发展方向。本系统是一个面向应用的图像处理系统，系统设计采用了功能和表现界面分离的策略，有利于系统的进一步扩展和跨平台的支持。基于功能的分层设计结构见图2，其中核心算法严格采用标准IDL库。图2基于功能的分层设计Fig．2Hierarchicaldesignfeaturesdiagram数据管理层实现的是系

6、统中待处理及处理后数据的读取、按格式存储以及内存分配等统一管理的功能，是整个软件系统的基础。数学函数库层提供科学计算功能，系统涉及的与数学运算有关的算法都将从该层直接调用。辅助功能层实现高光谱图像的翻转、裁剪、预处理等功能。专业功能层负责高光谱图像专业功能处理模块，如特征分析、解混、目标检测等。可视化与交互层包括视窗和光谱曲线可视化显示和交互等功能。第2期曾庆伟，等：基于IDL的高光谱图像噪声处理系统设计与实现1852．2数据管理的一体化设计对高光谱数据而言，波段多、数据量大是其固有的特点，在数据存取、图像显示、内存管理等方面会存在

7、诸多问题，而且在系统同时读人多个数据文件后，这些问题将更加难以解决。因此本项目提出一体化设计思想，即利用VC++中的结构体和类设计理念，将数据管理都归人一个大的结构体，对每一组数据进行访问时都可以找到对应的一个结构体和对应的类空间，这样就可以避免出现一些不必要的错误。数据管理结构体包括3个类成员(见图3)：①内存管理类成员，用于进行数据管理、读取、存储等功能；②图像显示管理类成员，用于实现数据的显示、假彩色合成、图像的放大与缩小、图像动态范围调整等功能；③数据信息管理类成员，用于各波段的均值、方差、直方图等信息的管理。这样，每打开一

8、个高光谱图像数据对象，即建立一个新的数据管理结构体与之相对应。I数据管理结构体'I内存管理l图像显示管理数据信息管理Jr1lJr1l—__头彩显显分盥文内数色示承波波件据合方缩段段信存管成式放统直息管理管管管计方管理理理理信图理息信息