本发明涉及遥感图像处理与航天遥感，具体涉及一种高动态(highdynamic range，hdr)遥感图像获取方法。
背景技术：
1、在航天遥感领域，由于地面目标的反射率差异较大，容易造成空间相机所探测场景辐亮度的跨度超出相机的动态范围，使得低亮度目标被噪声淹没，或高亮度目标出现过饱和现象，导致遥感图像对比度差、纹理细节丢失，不利于开展感兴趣的目标分割、检测与识别等工作。此外，在太阳高角较低或晨昏条件下的目标亮度均较低，而高速的推扫模式及姿轨控等条件限定了空间相机的积分时间和积分级数，导致遥感图像的动态范围受限。如果单纯提高增益，又会增大遥感图像的噪声。因此，获取高信噪比、高动态的遥感图像具有重要的理论价值和应用意义。
2、hdr图像的获取可以从硬件和软件两个方面入手。前者需要改变相机的硬件系统，价格昂贵，很少被采用。后者常见的方式包括基于单曝光的hdr图像获取方法和基于多曝光的hdr图像生成方法。当然，随着深度学习技术的发展，许多基于深度学习的hdr图像生成算法应运而生，由于深度学习的方法需要庞大的图像数据集，且处理耗时，不利于工程应用，不在本发明的讨论范围内。
3、基于单曝光的高动态图像获取方法是通过图像处理的方式扩展和拉伸单帧低动态(low dynamic range，ldr)图像的动态范围，从而恢复ldr图像缺失的高亮细节和暗部细节。单曝光hdr成像从单帧ldr图中恢复出hdr图像，该方法简便实用，但是由于能利用的图像信息较少，无法准确地还原真实的hdr场景信息。基于多曝光的hdr图像获取方法是对场景连续获取不同曝光度的多帧图像，通过图像融合算法将图像的不同亮度区域的信息合成为一帧高动态图像。该方法能获取到不同光照水平下真实的场景信息，可以生成细节更准确和信息更丰富的hdr图像，适用于多种应用场景，被广泛应用。然而，目前采用的多曝光hdr获取方法需要建立曝光时间、场景照度和亮度之间的函数关系，甚至需要专业标定设备，求解相机的响应曲线，以恢复实际场景的照度值。
技术实现思路
1、本发明要解决现有技术中多帧曝光图像获取hdr图像时，求解相机响应函数过程复杂，导致工程应用受限的技术问题，提供一种高动态遥感图像获取方法。
2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
3、一种高动态遥感图像获取方法，包括以下步骤：
4、步骤1、用亮图像imglight(i,j)获取场景中的暗区的信息；
5、步骤2、用暗图像imgdark(i,j)获取场景中的亮区的信息；
6、步骤3、融合步骤1和2的两幅ldr图像，合成hdr图像imghdr(i,j)。
7、在上述技术方案中，步骤3为：首先通过计算步骤1和2的两幅ldr图像之间的亮度映射函数，得到融合后的图像imgfus(i,j)，采用灰度映射的方法将图像imgfus(i,j)映射到对应图像的最大灰度值中，最后得到hdr图像imghdr(i,j)。
8、在上述技术方案中，通过亮度映射函数得到融合后的图像imgfus(i,j)的步骤如下：
9、假设暗图像imgdark(i,j)映射到亮图像imglight(i,j)的亮度映射函数为f(.)，那么有：
10、imglight(i,j)＝f(imgdark(i,j)) (1)
11、从暗图像中找到各个像素值x的均匀区域，计算该均匀区域的像素均值，记为x；
12、并在亮图像上找到对应的均匀区域，计算该均匀区域的像素均值，记为f(x)；
13、通过遍历整个图像，得到不同像素值对应的数据点集对(x,f(x))，f(x)与x呈线性关系，设亮度映射函数为一次函数，关系如下：
14、f(x)＝k*x+b (2)
15、通过线性拟合可得到系数k和b的值；
16、给定一个阈值th，当像素值小于等于该阈值时，设融合后的图像在(i,j)点的像素值imgfus(i,j)等于imglight(i,j)，否则根据亮度映射函数关系如式(1)，将imgdark(i,j)映射得到imglight(i,j)后再赋值给imgfus(i,j)，最终得到融合后的图像如式(3)所示：
17、
18、在上述技术方案中，最后得到的hdr图像imghdr(i,j)，其表达式(4)所示：
19、
20、其中，n为成像传感器的位数。
21、在上述技术方案中，所述获取方法，获取亮图像和暗图像采用的相机具有全局曝光模式、微光模式和弱光模式三种。
22、在上述技术方案中，所述获取方法，在全局曝光成像模式下，采用长曝光亮图像和短曝光暗图像，获取hdr图像。
23、在上述技术方案中，所述获取方法，采用微光模式获取亮图像，采用弱光模式获取暗图像，获取hdr图像。
24、本发明的有益效果是：
25、本发明的高动态遥感图像获取方法，该方法只需暗、亮两幅图像，无需专业的标定设备以及相机的曝光时间、场景照度和亮度等参数，即可准确地估计出两幅图像之间的亮度映射函数，从而得到hdr图像，由于映射函数准确，有效地避免了在图像的交界处的伪影现象，本方法简单有效，适合工程应用。
1.一种高动态遥感图像获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高动态遥感图像获取方法，其特征在于，步骤3为：首先通过计算步骤1和2的两幅ldr图像之间的亮度映射函数，得到融合后的图像imgfus(i,j)，采用灰度映射的方法将图像imgfus(i,j)映射到对应图像的最大灰度值中，最后得到hdr图像imghdr(i,j)。
3.根据权利要求2所述的高动态遥感图像获取方法，其特征在于，通过亮度映射函数得到融合后的图像imgfus(i,j)的步骤如下：
4.根据权利要求2所述的高动态遥感图像获取方法，其特征在于，最后得到的hdr图像imghdr(i,j)，其表达式(4)所示：
5.根据权利要求1所述的高动态遥感图像获取方法，其特征在于，所述获取方法，获取亮图像和暗图像采用的相机具有全局曝光模式、微光模式和弱光模式三种。
6.根据权利要求5所述的高动态遥感图像获取方法，其特征在于，所述获取方法，在全局曝光成像模式下，采用长曝光亮图像和短曝光暗图像，获取hdr图像。
7.根据权利要求5所述的高动态遥感图像获取方法，其特征在于，所述获取方法，采用微光模式获取亮图像，采用弱光模式获取暗图像，获取hdr图像。
