CN105430378A - 一种影像质量评价***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种影像质量评价***及方法，克服现有遥感卫星地面应用***中业务化运行的对可见光/红外遥感影像产品进行质量评价的能力及涉及内容的不足，提供一种可见光/红外遥感影像产品质量评价***，解决可见光/红外遥感影像0-4级产品自动化生产过程中质量评价的问题，同时解决了判断卫星可见光/红外相机载荷在轨期间是否有定标需求的问题。

Description

一种影像质量评价***及方法

技术领域

本申请涉及影像处理技术领域，尤其涉及一种影像质量评价***及方法。

背景技术

航天相机是航天遥感器中最重要的遥感器，航天相机获得的遥感影像质量的好坏能够反映遥感器的性能，因此影像质量评价很重要，而且影像质量评价还能够评价影像处理算法的性能。遥感影像的质量评价，一般有主观评价方法和客观评价方法两种。主观评价方法是通过人对影像进行质量评价，客观评价方法是通过对影像进行特征参数提取，建立特征参数与影像质量之间的数学模型，通过数学模型客观评价影像质量。客观评价方法种类较多，有从统计角度出发进行像质评价，有从图像提取特征参量进行像质评价等。

卫星遥感地面应用***中的可见光/红外遥感影像质量评价***的主要功能是检查0-4级可见光/红外遥感影像产品，该***负责对各级数据产品进行质量评价，同时对评价结果进行归档。由于卫星遥感数据成像链路复杂，影像质量受各方面影响因素较多、涉及可见光/红外谱段多、难以定量化评估、***集成自动化程度较低。

发明内容

本发明实施例提供了一种影像质量评价***及方法，用以解决现有技术中卫星影像质量受各方面影响因素较多、涉及可见光/红外谱段多、难以定量化评估、***集成自动化程度较低的问题。

其具体的技术方案如下：

一种影像质量评价***，所述***包括：

数据完整性检查模块，用于对可见光/红外遥感影像进行元数据和辅助数据读取，并对元数据以及辅助数据进行文件完整性检测，生成数据完整性检测报告；

影像辐射质量检查模块，用于对全图或者选择区域影像进行影像辐射质量检测，并生成影像辐射质量检查报告；

几何质量检查计算模块，用于对一副或者是多副参考图像进行控制点匹配，采用量测工具进行拼接精度的测量，生成影像几何质量检查报告；

时空变换分析模块，根据所述影像辐射质量检查模块生成辐射质量检查报告，进行辐射质量时空变换分析，生成辐射质量时空变换图表，并根据所述几何质量检测模块生成的几何质量检查报告，进行几何质量时空变换分析，生成几何质量时空变换图表；

波段配准检查模块，用于检测多普段可见光/红外遥感影像波段件的配准精度，并进行波段配准精度的计算，并生成波段配准精度检查报告；

质检结果归档模块，用于将数据完整性报告、影像辐射质量检查报告、几何质量检查报告、几何质量时空变换图表、波段配准精度检查报告进行合并，生成综合质量评价报告。

可选的，所述数据完整性检查模块，具体用于对输入的可见光/红外遥感影像产品数据进行元数据和辅助数据进行读取，利用数据完整性检查模块对所给数据进行文件名检查、数据组织和格式检查、数据完整性检查、元数据检查、辅助数据检查以及误码和丢帧检查、并根据检查结果生成检查报告。

可选的，所述影像辐射质量检查模块，具体用于对输入的全图或者选择区域的影像，进行基于灰度的影像辐射质量检查或者基于纹理的影像辐射质量检查，生成基于灰度的影像辐射量检查或者基于纹理的影像辐射质量检查报告。

可选的，所述几何质量检查计算模块，具体用于利用待检查影像与一幅或者多幅参考影像进行控制点匹配，输出提出的检查点对数据，通过检查点对数据检查影像的几何定位、影像分辨率、影像幅宽，采用测量工具进行拼接精度测量，生成影像几何质量检查报告。

可选的，所述***还包括：

定标需求判断模块，用于根据所述综合质量检查报告与***预先配置的质量临界条件进行比对分析，若所述综合质量检查报告不符合所述质量临界条件，则生成提示信息，所述提示信息用于提示进行辐射或者几何定标。

可选的，所述***还包括：

人机交互模块，用于提供图形化人机交互界面，并根据从用户在所述人机交互界面中的操作来显示所述综合质量检查报告。

一种影像质量评价方法，包括：

读取待检测的影像；

对所述影像进行数据完整性检查，生成数据完整性检查结果；

对所述影像进行影像辐射质量检查，生成影像辐射质量检查结果；

根据所述影像与参考影像，进行几何畸变精度以及几何拼接精度进行检查，并得到控制点匹配检查结果；

判定检查结果是否需要归档；

若需要，则将所述数据完整性检查结果、所述影像辐射质量检查结果、所述控制点匹配检查结果进行归档，生成影像质量评价报告，并结束流程；

若不需要归档，则直接结束流程。

可选的，对所述影像进行数据完整性检查，包括：

在所述影像中读取0级影像；

对所述0级影像进行数据组织和格式检查，数据完整性检查，元数据检查，辅助数据检查，并生成所述数据完整性检查结果。

可选的，对所述影像进行影像辐射质量检查，生成影像辐射质量检查结果，包括：

在所述影像中读取0级至1级影像；

对所述0级至1级影像进行基于灰度的影像辐射质量检查或基于纹理的影像辐射质量检查，生成基于灰度的或基于纹理的影像辐射质量检查结果。

可选的，根据所述影像与参考影像，进行几何畸变精度以及几何拼接精度进行检查，并得到控制点匹配检查结果，具体为：

通过连接控制点库进行控制点匹配，对几何定位精度、几何畸变精度和几何拼接精度进行检查，生成控制点匹配检查结果。

可选的，在将所述数据完整性检查结果、所述影像辐射质量检查结果、所述控制点匹配检查结果进行归档，生成影像质量评价报告之后，所述方法还包括：

根据质量评价报告以及质量临界条件，判断当前卫星可见光/红外载荷是否需要进行定标；

若需要，则进行重新定标。

本发明提供了一种影像质量评价***，该***包括：数据完整性检查模块、影像辐射质量检查模块、几何质量检查计算模块、时空变换分析模块、波段配准检查模块、质量结果归档模块，数据完整性检查模块，用于对可见光/红外遥感影像进行元数据和辅助数据读取，并对元数据以及辅助数据进行文件完整性检测，生成数据完整性检测报告；影像辐射质量检查模块，用于对全图或者选择区域影像进行影像辐射质量检测，并生成影像辐射质量检查报告；几何质量检查计算模块，用于对一副或者是多副参考图像进行控制点匹配，采用量测工具进行拼接精度的测量，生成影像几何质量检查报告；时空变换分析模块，根据所述影像辐射质量检查模块生成辐射质量检查报告，进行辐射质量时空变换分析，生成辐射质量时空变换图表，并根据所述几何质量检测模块生成的几何质量检查报告，进行几何质量时空变换分析，生成几何质量时空变换图表；波段配准检查模块，用于检测多普段可见光/红外遥感影像波段件的配准精度，并进行波段配准精度的计算，并生成波段配准精度检查报告；质检结果归档模块，用于将数据完整性报告、影像辐射质量检查报告、几何质量检查报告、几何质量时空变换图表、波段配准精度检查报告进行合并，生成综合质量评价报告。***中的数据完整性检查模块可嵌入到可见光/红外遥感影像自动化生产流程中，避免不合格影像加入后续高级数据加工环节。

附图说明

图1为本发明实施例中一种影像质量评价***的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种影像质量评价方法的流程图；

图3为本发明实施例中影像数据的数据完整信息检查方法流程图；

图4为本发明实施例中影像辐射质量检查的方法流程图；

图5为本发明实施例中控制点匹配检查的方法流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中卫星影像质量受各方面影响因素较多、涉及可见光/红外谱段多、难以定量化评估、***集成自动化程度较低的问题，本发明实施例中提供了一种影像质量评价***，该***包括：数据完整性检查模块、影像辐射质量检查模块、几何质量检查计算模块、时空变换分析模块、波段配准检查模块、质量结果归档模块，数据完整性检查模块，用于对可见光/红外遥感影像进行元数据和辅助数据读取，并对元数据以及辅助数据进行文件完整性检测，生成数据完整性检测报告；影像辐射质量检查模块，用于对全图或者选择区域影像进行影像辐射质量检测，并生成影像辐射质量检查报告；几何质量检查计算模块，用于对一副或者是多副参考图像进行控制点匹配，采用量测工具进行拼接精度的测量，生成影像几何质量检查报告；时空变换分析模块，根据所述影像辐射质量检查模块生成辐射质量检查报告，进行辐射质量时空变换分析，生成辐射质量时空变换图表，并根据所述几何质量检测模块生成的几何质量检查报告，进行几何质量时空变换分析，生成几何质量时空变换图表；波段配准检查模块，用于检测多普段可见光/红外遥感影像波段件的配准精度，并进行波段配准精度的计算，并生成波段配准精度检查报告；质检结果归档模块，用于将数据完整性报告、影像辐射质量检查报告、几何质量检查报告、几何质量时空变换图表、波段配准精度检查报告进行合并，生成综合质量评价报告。***中的数据完整性检查模块可嵌入到可见光/红外遥感影像自动化生产流程中，避免不合格影像加入后续高级数据加工环节。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征只是对本发明技术方案的说明，而不是限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征可以相互组合。

如图1所示为本发明实施例中一种影像质量评价***的结构示意图，该***包括：

数据完整性检查模块101，用于对可见光/红外遥感影像进行元数据和辅助数据读取，并对元数据以及辅助数据进行文件完整性检测，生成数据完整性检测报告；

影像辐射质量检查模块102，用于对全图或者选择区域影像进行影像辐射质量检测，并生成影像辐射质量检查报告；

几何质量检查计算模块103，用于对一副或者是多副参考图像进行控制点匹配，采用量测工具进行拼接精度的测量，生成影像几何质量检查报告；

时空变换分析模块104，根据所述影像辐射质量检查模块生成辐射质量检查报告，进行辐射质量时空变换分析，生成辐射质量时空变换图表，并根据所述几何质量检测模块生成的几何质量检查报告，进行几何质量时空变换分析，生成几何质量时空变换图表；

波段配准检查模块105，用于检测多普段可见光/红外遥感影像波段件的配准精度，并进行波段配准精度的计算，并生成波段配准精度检查报告；

质检结果归档模块106，用于将数据完整性报告、影像辐射质量检查报告、几何质量检查报告、几何质量时空变换图表、波段配准精度检查报告进行合并，生成综合质量评价报告。

具体来讲，数据完整性检查模块101，主要针对0级数据以及0-4级产品进行检查，对输入的可见光/红外遥感影像产品数据进行元数据和辅助数据进行读取，然后利用数据完整性检查模块对所给数据进行文件名检查，数据组织和格式检查，数据完整性检查，元数据检查，辅助数据检查以及误码和丢帧检查，检查结束后生成完整性检测报告，该模块主要放在自动流程中，在人工交互中涉及部分功能，包括文件名检查，完整性检查，元数据和辅助数据检查。

影像辐射质量检查模块102，主要针对1-4级产品进行检查，对输入的全图或者选择区域的影像，进行基于灰度的影像辐射质量检查或基于纹理的影像辐射质量检查，生成基于灰度的影像辐射质量检查报告或基于纹理的影像辐射质量检查报告。其中，对基于灰度的影像辐射质量检查的检查指标有灰度均值、标准差、信息熵、信噪比、清晰度、辐射陡度、最大灰度值和最小灰度值；基于纹理的影像辐射质量检查的检查指标包括角二节距、纹理熵、相关度和对比度。

几何质量检查计算模块103，利用待检查影像与一幅或多幅参考影像产品进行控制点匹配，输出提取的检查点对数据。通过检查点对信息检查影像的几何定位精度、影像分辨率、影像幅宽，沿轨方向内畸变、垂轨方向内畸变和对角线方向内畸变等，使用人机交互进行拼接区域查找特征点，采用量测工具进行拼接精度的量测，生成影像几何质量检查报告。

时空变换分析模块104，根据影像辐射质量检查模102生成的辐射质量检查报告，进行辐射质量时空变换分析，生成辐射质量时空变换分析图表。根据几何质量检查模块生成的几何质量检查报告，进行几何质量时空变换分析，生成几何质量时空变换图表。

波段配准度检查模块105，主要负责检查多谱段可见光/红外遥感影像波段间的配准精度，利用一个波段的影像作为参考影像，其余波段作为待检测影像，在匹配完之后，进行波段配准精度的计算，并生成相应的波段配准度检查报告。

质检结果归档模块106，用于将0-4级影像产品的数据完整性检查报告、影像辐射质量检查报告、影像几何质量检查报告、波段配准度检查报告进行合并，成为一个综合质量检查报告，也可放进自动流程中。

在上述的实施例中，该影像质量评价***针对各级可见光/红外遥感影像，分别制定了不同的质量评价流程，能够适应0级带数据之最终正射校正数据的质量评价任务需求。

进一步，在本发明实施例中，该***还包括：

控制点匹配模块，主要控制点匹配模块主要采用相关系数匹配法和熵匹配法，实现待检影像与参考影像之间的匹配，或通过连接控制点库进行控制点匹配，进而服务于几何质量检查模块，对几何定位精度、几何畸变精度和几何拼接精度进行检查。

进一步，在本发明实施例中，该***还包括：

定标需求判断模块，主要负责根据质量评价结果判断当前卫星可见光/红外载荷是否需要进行定标。该定标需求判断模块将影像产品质量检查结果与***预先配置的质量临界条件进行比对分析，若不符合条件，则提示用户需要进行辐射或几何定标。质量临界条件以配置文件的形式保存在影像产品质量评价***中，用户可根据需要进行修改。其中质量临界条件可以卫星刚入轨时的指标作为标准，将影像产品质量检查结果与该标准进行比较判断，若出现明显差异(5％-10％)，则需要进行重新定标。

进一步，在本发明实施例中，该包括：

人机交互模块，主要负责提供图形化人机交互界面，可进行多视图显示控制、放大、缩小和漫游等操作，并提供人工辅助检查功能，操作员对需要人工交互质检的数据进行干预，输出检查结果。能够实现的检查有：数据完整性检查、影像辐射质量检查、影像几何质量检查、时空变换分析、波段配准精度检查、定标需求判断和质检结果归档。0-4级产品检查均可由操作员选定检查对象，在检查规则允许的范围内选择检查功能和检查算子，进行质量检查操作。此外，影像几何质量检查过程中，允许操作员进行控制点移动和编辑等操作。

对应本发明实施例中一种影像质量评价***，本发明实施例中还提供了一种影像质量评价方法，如图2所示为本发明实施例中一种影像质量评价方法的流程图，该方法包括：

S201，读取待检测的影像；

S202，对所述影像进行数据完整性检查，生成数据完整性检查结果；

S203，对所述影像进行影像辐射质量检查，生成影像辐射质量检查结果；

S204，根据所述影像与参考影像，进行几何畸变精度以及几何拼接精度进行检查，并得到控制点匹配检查结果；

S205，判定检查结果是否需要归档；

若需要归档，则执行206；若不需要归档，则执行S207

S206，将所述数据完整性检查结果、所述影像辐射质量检查结果、所述控制点匹配检查结果进行归档，生成影像质量评价报告；

S207，直接结束流程。

进一步，在本发明实施例中，在S202中对影像的数据完整性检查的方法如图3所示：

S301，读取0级影像；

S302，执行数据完整性检查；

对所述0级影像进行数据组织和格式检查，数据完整性检查，元数据检查，辅助数据检查，并生成所述数据完整性检查结果；

S303，判断结果是否归档；

若是，则执行S304；若否，则执行S305；

S304，质量检查结果归档；

S305，结束流程。

进一步，在本发明实施例中，在S203中对影像辐射质量检查的方法如图4所示：

S401，读取0级至1级影像；

S402，执行数据完整性检查；

对所述0级至1级影像进行数据组织和格式检查，数据完整性检查，元数据检查，辅助数据检查，并生成所述数据完整性检查结果；

S403，执行影像辐射质量检查；

对0级至1级影像进行基于灰度的影像辐射质量检查或基于纹理的影像辐射质量检查，生成基于灰度的或基于纹理的影像辐射质量检查结果；

S404，判断结果是否归档；

若是，则执行S405；若否，则执行S406；

S405，质量检查结果归档；

S406，结束流程。

进一步，在本发明实施例中，根据所述影像与参考影像，进行几何畸变精度以及几何拼接精度进行检查，并得到控制点匹配检查结果的具体流程如图5所示：

S501，读取待检2级/3级/4级影像产品

S502，执行数据完整性检查；

S503，执行影像辐射质量检查；

S504，控制点匹配；

具体来讲，对2A/3A级产品利用RPC和DEM进行几何质量评价，对2B/3B/4级影像进行几何质量评价，得到控制点匹配结果；

S505，检测结果是否归档；

若需要归档，则执行S506；若不需要归档，则执行S507。

S506，质量检查结果归档；

S507，结束流程。

在本发明实施例中，通过本发明实施例所提供的方法，克服现有遥感卫星地面应用***中业务化运行的对可见光/红外遥感影像产品进行质量评价的能力及涉及内容的不足，提供一种可见光/红外遥感影像产品质量评价***，解决可见光/红外遥感影像0-4级产品自动化生产过程中质量评价的问题，同时解决了判断卫星可见光/红外相机载荷在轨期间是否有定标需求的问题。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种影像质量评价***，其特征在于，所述***包括：

数据完整性检查模块，用于对可见光/红外遥感影像进行元数据和辅助数据读取，并对元数据以及辅助数据进行文件完整性检测，生成数据完整性检测报告；

影像辐射质量检查模块，用于对全图或者选择区域影像进行影像辐射质量检测，并生成影像辐射质量检查报告；

几何质量检查计算模块，用于对一副或者是多副参考图像进行控制点匹配，采用量测工具进行拼接精度的测量，生成影像几何质量检查报告；

时空变换分析模块，根据所述影像辐射质量检查模块生成辐射质量检查报告，进行辐射质量时空变换分析，生成辐射质量时空变换图表，并根据所述几何质量检测模块生成的几何质量检查报告，进行几何质量时空变换分析，生成几何质量时空变换图表；

波段配准检查模块，用于检测多普段可见光/红外遥感影像波段件的配准精度，并进行波段配准精度的计算，并生成波段配准精度检查报告；

质检结果归档模块，用于将数据完整性报告、影像辐射质量检查报告、几何质量检查报告、几何质量时空变换图表、波段配准精度检查报告进行合并，生成综合质量评价报告。

2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述数据完整性检查模块，具体用于对输入的可见光/红外遥感影像产品数据进行元数据和辅助数据进行读取，利用数据完整性检查模块对所给数据进行文件名检查、数据组织和格式检查、数据完整性检查、元数据检查、辅助数据检查以及误码和丢帧检查、并根据检查结果生成检查报告。

3.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述影像辐射质量检查模块，具体用于对输入的全图或者选择区域的影像，进行基于灰度的影像辐射质量检查或者基于纹理的影像辐射质量检查，生成基于灰度的影像辐射量检查或者基于纹理的影像辐射质量检查报告。

4.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述几何质量检查计算模块，具体用于利用待检查影像与一幅或者多幅参考影像进行控制点匹配，输出提出的检查点对数据，通过检查点对数据检查影像的几何定位、影像分辨率、影像幅宽，采用测量工具进行拼接精度测量，生成影像几何质量检查报告。

5.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：

定标需求判断模块，用于根据所述综合质量检查报告与***预先配置的质量临界条件进行比对分析，若所述综合质量检查报告不符合所述质量临界条件，则生成提示信息，所述提示信息用于提示进行辐射或者几何定标。

6.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：

人机交互模块，用于提供图形化人机交互界面，并根据从用户在所述人机交互界面中的操作来显示所述综合质量检查报告。

7.一种影像质量评价方法，其特征在于，包括：

读取待检测的影像；

对所述影像进行数据完整性检查，生成数据完整性检查结果；

对所述影像进行影像辐射质量检查，生成影像辐射质量检查结果；

根据所述影像与参考影像，进行几何畸变精度以及几何拼接精度进行检查，并得到控制点匹配检查结果；

判定检查结果是否需要归档；

若需要，则将所述数据完整性检查结果、所述影像辐射质量检查结果、所述控制点匹配检查结果进行归档，生成影像质量评价报告，并结束流程；

若不需要归档，则直接结束流程。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，对所述影像进行数据完整性检查，包括：

在所述影像中读取0级影像；

对所述0级影像进行数据组织和格式检查，数据完整性检查，元数据检查，辅助数据检查，并生成所述数据完整性检查结果。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，对所述影像进行影像辐射质量检查，生成影像辐射质量检查结果，包括：

在所述影像中读取0级至1级影像；

对所述0级至1级影像进行基于灰度的影像辐射质量检查或基于纹理的影像辐射质量检查，生成基于灰度的或基于纹理的影像辐射质量检查结果。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述影像与参考影像，进行几何畸变精度以及几何拼接精度进行检查，并得到控制点匹配检查结果，具体为：

通过连接控制点库进行控制点匹配，对几何定位精度、几何畸变精度和几何拼接精度进行检查，生成控制点匹配检查结果。

11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在将所述数据完整性检查结果、所述影像辐射质量检查结果、所述控制点匹配检查结果进行归档，生成影像质量评价报告之后，所述方法还包括：

根据质量评价报告以及质量临界条件，判断当前卫星可见光/红外载荷是否需要进行定标；

若需要，则进行重新定标。