CN108154471A - 一种用于遥感影像拼接的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种用于遥感影像拼接的方法与设备。本发明提取所获得的多张遥感影像中所包含的有效影像，根据多张所述有效影像，确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像并生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像，然后提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的边界线，并根对所述优选有效影像进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。与现有技术相比，本发明通过提取有效影像以及确定优选有效影像等方式，实现了快速高效地处理遥感影像，提高了遥感影像拼接的效率；同时，通过提取边界线以及迭代匀色等处理，使不同成像条件下的灰度存在差异的两影像在色调和亮度上相互协调一致，提高了影像拼接匀色的质量。

Description

一种用于遥感影像拼接的方法与装置

技术领域

本发明涉及遥感图像处理技术领域，尤其涉及一种用于遥感影像拼接的技术。

背景技术

遥感影像(Remote Sensing Image)是指记录各种地物电磁波大小的胶片或相片，如航空像片和卫星相片。每张遥感影像中都包含对应的地理坐标，根据遥感影像的地理坐标，可以得知两幅相邻的遥感影像的重叠区域；换言之，遥感影像中的每个像素都可以获取其唯一的地理坐标位置。

遥感影像拼接(或称遥感影像镶嵌)是将在不同成像条件下获取的两张或多张相邻间具有重叠部分的遥感影像进行拼接，以生成一张高分辨率的全局影像的技术。遥感影像的特征主要包括三种，即光谱特征、空间特征和纹理特征，因此，在进行遥感影像拼接时，需要从这三方面进行考虑，以使得拼接后的图片在光谱特征、空间特征和纹理特征上实现相互协调。

然而，当前的遥感影像拼接技术在拼接过程中效率低、拼接困难，特别是在遥感影像的镶嵌过程中色调、亮度不一致，使得所得到的拼接图像质量较差。因此，如何提高遥感影像拼接的效率，提高影像拼接的质量，使得在不同成像条件下的灰度存在差异的两幅或多幅遥感影像在色调和亮度上相互协调一致，成为了本领域技术人员所亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于遥感影像拼接的方法与设备。

根据本发明的一个实施例，提供了一种用于遥感影像拼接的方法，其中，该方法包括以下步骤：

获取多张遥感影像；

提取所述遥感影像所包含的有效影像；

根据多张所述有效影像，确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像并生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像；

提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的边界线；

根据所述边界线，对所述优选有效影像进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

可选地，提取每张遥感影像所包含的有效影像的步骤包括：

对所述遥感影像进行逐行扫描，当扫描到至少一个像素信息时，根据所述像素信息的位置，确定与所述遥感影像相对应的至少一条边缘线；

根据所述边缘线，提取所述遥感影像所包含的有效影像。

可选地，确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像并生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像的步骤包括：

根据多张所述有效影像，筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；

根据各个所述初选有效影像所对应的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像；

将所述优选有效影像进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像。

可选地，确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像并生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像的步骤包括：

根据多张所述有效影像，筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；

将所述初选有效影像进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的原始目标图像；

根据各个所述初选有效影像在所述原始目标图像中的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像以及与所述优选有效影像所对应的初始目标图像。

可选地，筛选初选有效影像并确定所述初选有效图像所对应的拼接位置的步骤包括：

根据所述有效影像与目标拼接区域的坐标位置关系，从多张所述有效影像中筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置。

可选地，获得优选有效影像的步骤包括：

根据各个所述初选有效影像所对应的经度位置、纬度位置以及相交位置，确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；

通过计算与第一初选有效影像相交的一个或多个第二初选有效影像的距离关系，确定与所述第一初选有效影像相对应的最优第二初选有效影像；

将所述最优第二初选有效影像作为待处理的第一初选有效影像，循环执行确定所述最优第二初选有效影像的步骤，以去除所述初选有效影像中的冗余影像，获得优选有效影像。

可选地，提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的边界线的步骤包括：

确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线；

根据所述拟合线上的像素点以及与所述像素点所对应的像素带，根据所述像素点与所述像素带上像素点的距离色差，提取所述优选有效影像的边界线。

可选地，确定拟合线的步骤包括：

根据所述优选有效影像的边界点，确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的初始拟合线；

根据所述优选有效影像在所述初始目标图像上拼接时的拼接处理方向，将所述初始拟合线进行平移，以获得所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线。

可选地，对所述优选有效影像进行迭代匀色处理的步骤包括：

根据所述边界线，确定所述优选有效影像所对应的分区；

根据所述优选有效影像所对应的分区，依次对相邻的分区进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

可选地，依次对相邻的分区进行迭代匀色处理的步骤包括：

根据所述优选有效影像所对应的分区，确定至少一组相邻的分区；

从所述相邻分区中，迭代选取具有不同长度的匀色带，并进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像，其中，所述匀色带的长度与渐变参数成正比。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种用于遥感影像拼接的处理设备，其中，所述处理设备包括：

第一装置，用于获取多张遥感影像；

第二装置，用于提取所述遥感影像所包含的有效影像；

第三装置，用于根据多张所述有效影像，确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像并生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像；

第四装置，用于提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的边界线；

第五装置，用于根据所述边界线，对所述优选有效影像进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

可选地，所述第二装置用于：

对所述遥感影像进行逐行扫描，当扫描到至少一个像素信息时，根据所述像素信息的位置，确定与所述遥感影像相对应的至少一条边缘线；

根据所述边缘线，提取所述遥感影像所包含的有效影像。

可选地，所述第三装置包括：

三一单元，用于根据多张所述有效影像，筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；

三二单元，用于根据各个所述初选有效影像所对应的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像；

三三单元，用于将所述优选有效影像进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像。

可选地，所述第三装置包括：

三一单元，用于根据多张所述有效影像，筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；

三四单元，用于将所述初选有效影像进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的原始目标图像；

三五单元，用于根据各个所述初选有效影像在所述原始目标图像中的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像以及与所述优选有效影像所对应的初始目标图像。

可选地，所述三一单元用于：

根据所述有效影像与目标拼接区域的坐标位置关系，从多张所述有效影像中筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置。

可选地，所述三二单元或所述三五单元用于：

根据各个所述初选有效影像所对应的经度位置、纬度位置以及相交位置，确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；

通过计算与第一初选有效影像相交的一个或多个第二初选有效影像的距离关系，确定与所述第一初选有效影像相对应的最优第二初选有效影像；

将所述最优第二初选有效影像作为待处理的第一初选有效影像，循环执行确定所述最优第二初选有效影像的步骤，以去除所述初选有效影像中的冗余影像，获得优选有效影像。

可选地，所述第四装置包括：

四一单元，用于确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线；

四二单元，用于根据所述拟合线上的像素点以及与所述像素点所对应的像素带，根据所述像素点与所述像素带上像素点的距离色差，提取所述优选有效影像的边界线。

可选地，所述四一单元用于：

根据所述优选有效影像的边界点，确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的初始拟合线；

根据所述优选有效影像在所述初始目标图像上拼接时的拼接处理方向，将所述初始拟合线进行平移，以获得所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线。

可选地，所述第五装置包括：

五一单元，用于根据所述边界线，确定所述优选有效影像所对应的分区；

五二单元，用于根据所述优选有效影像所对应的分区，依次对相邻的分区进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

可选地，所述五二单元用于：

根据所述优选有效影像所对应的分区，确定至少一组相邻的分区；

从所述相邻分区中，迭代选取具有不同长度的匀色带，并进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像，其中，所述匀色带的长度与渐变参数成正比。

与现有技术相比，本发明提取所获得的多张遥感影像中所包含的有效影像，根据多张所述有效影像，确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像并生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像，然后提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的边界线，并根据所述边界线，对所述优选有效影像进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。从而，本发明通过提取有效影像以及确定优选有效影像等方式，实现了快速高效地处理遥感影像，提高了遥感影像拼接的效率；并通过提取边界线以及迭代匀色等处理，使不同成像条件下的灰度存在差异的两影像在色调和亮度上相互协调一致，提高了影像拼接匀色的质量。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本发明一个方面的一种用于遥感影像拼接的处理设备示意图；

图2示出根据本发明另一个方面的一种用于遥感影像拼接的方法流程图；

图3示出根据本发明的一个优选实施例的一种筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像的方法示意图；

图4(1)至图4(4)示出根据本发明的一个优选实施例的一种获得优选有效影像的方法示意图；

图5(1)至图5(3)示出根据本发明的一个优选实施例的一种提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的垂直边界线的方法示意图；

图6(1)至图6(3)示出根据本发明的一个优选实施例的一种提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的水平边界线的方法示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

在上下文中所称的“处理设备”，即为“计算机设备”，也称为“电脑”，是指可以通过运行预定程序或指令来执行数值计算和/或逻辑计算等预定处理过程的智能电子设备，其可以包括处理器与存储器，由处理器执行在存储器中预存的存续指令来执行预定处理过程，或是由ASIC、FPGA、DSP等硬件执行预定处理过程，或是由上述二者组合来实现。

所述计算机设备包括用户设备和/或网络设备。其中，所述用户设备包括但不限于电脑、智能手机、PDA等；所述网络设备包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算(Cloud Computing)的由大量计算机或网络服务器构成的云，其中，云计算是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个超级虚拟计算机。其中，所述计算机设备可单独运行来实现本发明，也可接入网络并通过与网络中的其他计算机设备的交互操作来实现本发明。其中，所述计算机设备所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络等。

本领域技术人员应能理解，一般情况下，本发明中所述的“处理设备”可以仅是网络设备，即由网络设备来执行相应的操作；在特殊情况下，也可以是由用户设备与网络设备或服务器相集成来组成，即由用户设备与网络设备相配合来执行相应的操作，例如，由用户设备向网络设备发送指令，以指示网络设备开始执行“遥感影像拼接”的相应操作。

需要说明的是，所述用户设备、网络设备和网络等仅为举例，其他现有的或今后可能出现的计算机设备或网络如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

应当理解的是，虽然在这里可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地第二单元可以被称为第一单元。这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

还应当提到的是，在一些替换实现方式中，所提到的功能/动作可以按照不同于附图中标示的顺序发生。举例来说，取决于所涉及的功能/动作，相继示出的两幅图实际上可以基本上同时执行或者有时可以按照相反的顺序来执行。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1示出根据本发明一个方面的一种用于遥感影像拼接的处理设备示意图；其中，所述处理设备包括第一装置1、第二装置2、第三装置3、第四装置4、第五装置5。

具体地，所述第一装置1获取多张遥感影像；所述第二装置2提取所述遥感影像所包含的有效影像；所述第三装置3根据多张所述有效影像，确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像并生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像；所述第四装置4提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的边界线；所述第五装置5根据所述边界线，对所述优选有效影像进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

所述第一装置1获取多张遥感影像。

具体地，所述第一装置1通过与一个或多个拍摄设备(如卫星、航空拍摄设备等)和/或其他能够提供遥感影像的设备相交互，以获取多张遥感影像。

本领域技术人员应能理解，所述遥感影像中包含对应的地理坐标，遥感影像中的每个像素都可以获取其唯一的地理坐标位置。优选地，每张遥感影像均包含该遥感影像的轨道编号，所述轨道即为拍摄该张遥感影像的卫星或航空拍摄设备在拍摄该张遥感影像时，所运行的运行轨道。一个卫星可以通过运行一条或多条不同的运行轨道来覆盖不同的区域，而每张所拍摄的遥感影像，均可对应于一条轨道的编号。

所述第二装置2提取所述遥感影像所包含的有效影像。

具体地，其中，提取所述有效影像，即将所述遥感影像中的无效区域去除，以得到该遥感影像中含有有效信息的切片的方法。

所述第二装置2通过以下一种或多种方式，提取所述遥感影像所包含的有效影像：

1.将所述遥感影像以固定大小或固定形状进行切割，以确定其有效区域：如截取所述遥感影像中间位置的固定像素大小的图像，以将所切割的图像作为有效影像。

2.根据所述遥感影像所对应的不同拍摄设备(如不同型号的卫星)、不同拍摄区域、不同拍摄方式等拍摄参数，对所述遥感影像进行不同形状、大小的切割，以将所切割的图像作为有效影像：如不同型号的卫星所对应的切割形状不同、不同拍摄区域所对应的切割大小不同等。

3.根据所要镶嵌的目标区域的空缺信息，按照空缺的位置需求，从所述遥感影像上截取对应的适当图像，以作为所述有效影像：如若目标区域空缺一个100像素X100像素的图像，则从对应的(可根据坐标信息判断是否对应)的遥感影像上，截取110像素X110像素的图像区域，以作为所述有效影像。

4.通过对所述遥感影像进行逐行扫描，以确定所述遥感影像相对应的有效影像。

即，优选地，所述第二装置2可以对所述遥感影像进行逐行扫描，当扫描到至少一个像素信息时，根据所述像素信息的位置，确定与所述遥感影像相对应的至少一条边缘线；根据所述边缘线，提取所述遥感影像所包含的有效影像。

具体地，所述第二装置2可以对所述遥感影像进行逐行扫描，如从图像外围逐行向图像中心区域扫描；当扫描到至少一个非空白的像素信息时，则表明此处已经存在有效数据，而非空白区域，因此，根据所述像素信息的位置，确定与所述遥感影像相对应的至少一条边缘线。

在此，本领域技术人员应能理解，若一张遥感影像的某个区域是是无效区域，则该区域内没有有效的像素点，不包含任何原始数据。这部分图像在视觉上呈现的是黑色。而若扫描到包含原始数据的有效像素点，则说明此处已经存在有效数据，则可停止扫描。

在此，若扫描到一个像素信息，则根据该像素信息与待获取的有效影像的形状关系，画线(如将该点所在位置与待截取的有效影像的边缘来平行画线)以获得边缘线；进而根据位于不同方向的多条边缘线，提取边缘线内的图像作为有效影像。若扫描到多个像素信息，则将多个像素信息连线，以获取对应的一条或多条边缘线，将边缘线内的图像作为有效影像。

例如，在所述遥感影像的左上、左下、右上、右下四个方向分别进行像素点扫描，以确定边缘线，进而确定有效影像。

所述第三装置3根据多张所述有效影像，确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像并生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像。

具体地，所述第三装置3可以先根据多张所述有效影像，筛选确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像，然后根据所述优选有效影像，生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像；或者，所述第三装置3可以先根据多张所述有效影像，生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像后，再进行进一步筛选，以确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像。

具体分析如下：

所述第三装置3可以包括三一单元(未示出)、三二单元(未示出)以及三三单元(未示出)。其中，所述三一单元根据多张所述有效影像，筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；所述三二单元根据各个所述初选有效影像所对应的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像；所述三三单元将所述优选有效影像进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像。

具体地，所述三一单元可以通过以下一种或多种方式，来筛选初选有效影像：

1.根据所述有效影像与所述目标拼接区域的位置关系：如通过判断所述有效影像的地理坐标是否位于所述目标拼接区域所覆盖的坐标范围内，或者判断所述有效影像所对应的编号是否与所述目标拼接区域相对应。若所述有效影像位于所述目标拼接区域所覆盖的坐标范围内，或是所述有效影像所对应的编号与所述目标拼接区域相对应，则将所述有效影像筛选为所述初选有效影像；否则，将其筛除。

其中，所述目标拼接区域即为期望生成的遥感影像的范围，如全球遥感图像、亚洲区域遥感图像、中国区域遥感图像，或是某个经度范围与某个纬度范围所围成的区域遥感图像等。

2.根据清所述有效影像的清晰度进行筛选：如将清晰度超过某一阈值的作为所述初选有效影像，否则，将其筛除。

3.其他预定的筛选方式等。

当所述三一单元筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像后，根据所述初选有效影像所对应的地理坐标，按照各个初选有效影像所对应的位置关系，确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；或者，若所述初选有效影像中包含位置排序，则可直接根据所述初选有效影像所对应的位置排序来确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置。

所述三二单元根据各个所述初选有效影像所对应的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像。

具体地，所述三二单元将各个初选有效影像放到统一的坐标系中，根据各个所述初选有效影像所对应的拼接位置，判断每个初选有效影像所对应的覆盖范围，通过对所述覆盖范围进行检测，若某张初选有效影像所覆盖的范围能够被其他初选有效影像所完全覆盖，则说明该张初选有效影像所对应的区域已经可以根据其他初选有效影像所获得，因此该初选有效影像即为冗余影像，将该初选有效影像进行筛除，反复执行上述操作，以将所有冗余影像去除，最终获得优选有效影像；或者，通过将所述初选有效影像依照一定的拼接方向(如从上到下，从左到右等)或拼接顺序，拼接到目标拼接区域，每拼接一张所述初选有效影像时，则执行一次检测：若某张新拼接的初选有效影像完全落入到已经覆盖的图像范围内，则将该初选有效影像进行筛除，若其有至少一部分像素能够覆盖到新的图像范围内，则将该初选有效影像保留，从而，获得优选有效影像。

所述三三单元将所述优选有效影像进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像。

所述三三单元将所获取的优选有效影像，按照其所对应的位置关系，按照一定的拼接顺序，如从上到下从左到右等，进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像。

或者，所述第三装置3可以包括三一单元(未示出)、三四单元(未示出)以及三五单元(未示出)。其中，所述三一单元根据多张所述有效影像，筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；所述三四单元将所述初选有效影像进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的原始目标图像；所述三五单元根据各个所述初选有效影像在所述原始目标图像中的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像以及与所述优选有效影像所对应的初始目标图像。

在此，所述三一单元所执行的操作与前述三一单元相同或相似，故在此不再赘述。

所述三四单元将各个初选有效影像放到统一的坐标系中，将所述初选有效影像按照其所对应的位置关系，按照一定的拼接顺序，如从上到下从左到右等，进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的原始目标图像。在此，所述原始目标图像中的每个初选有效影像能够被识别并执行去除等相关操作。

例如，可以通过输入参数：初选有效影像的序号列表、目标拼接区域所对应的UTM区域信息，然后输出参数即为：原始目标图像。

在此，所执行的操作为：检索tif文件所对应的区域号，然后根据该区域号进行排序，生成的有序的文件名列表；按照UTM区域信息进行排序并拼接。

其中，UTM即：UNIVERSAL TRANSVERSE MERCARTOR GRID SYSTEM，通用横墨卡托格网系统。

所述三五单元根据各个所述初选有效影像在所述原始目标图像中的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像以及与所述优选有效影像所对应的初始目标图像。

具体地，所述三五单元根据各个所述初选有效影像在所述原始目标图像中所对应的拼接位置，判断每个初选有效影像所对应的覆盖范围，通过对所述覆盖范围进行检测，若某张初选有效影像所覆盖的范围能够被其他初选有效影像所完全覆盖，则说明该张初选有效影像所对应的区域已经可以根据其他初选有效影像所获得，因此该初选有效影像即为冗余影像，将该初选有效影像进行筛除，反复执行上述操作，以将所有冗余影像去除，最终获得优选有效影像。

然后，去除了所述冗余影像的原始目标图像，即为与所述优选有效影像所对应的初始目标图像。

优选地，所述三一单元可以根据所述有效影像与目标拼接区域的坐标位置关系，从多张所述有效影像中筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置。

具体地，图3示出了根据本发明的一个优选实施例的一种筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像的方法示意图。

所述三一单元可以确定所述目标拼接区域的区域范围，然后，对于每个有效影像，获取该有效影像所对应的中心点经纬度信息。该有效影像所对应的经度(如图3所示的经度X)与所述目标拼接区域有两个对应的纬度点，如图3中所示的Y1点与Y2点。若所述有效影像的纬度在Y1与Y2之间，则说明所述有效影像在目标拼接区域内，所述有效影像为初选有效影像。

根据所述初选有效影像所对应的位置关系，确定所述初选有效影像所对应的拼接位置。

优选地，所述三二单元或所述三五单元可以根据各个所述初选有效影像所对应的经度位置、纬度位置以及相交位置，确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；通过计算与第一初选有效影像相交的一个或多个第二初选有效影像的距离关系，确定与所述第一初选有效影像相对应的最优第二初选有效影像；将所述最优第二初选有效影像作为待处理的第一初选有效影像，循环执行确定所述最优第二初选有效影像的步骤，以去除所述初选有效影像中的冗余影像，获得优选有效影像。

具体地，所述三二单元或所述三五单元，在获取优选有效影像时，可以采用以下方法，以使无冗余的最少影像覆盖所述目标拼接区域，减少了计算量，提高影像处理效率：

首先，所述三二单元或所述三五单元，确定各个所述初选有效影像所对应的经度位置、纬度位置以及相交位置，然后，基于上述位置关系，以确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置。在此，将经度位置、纬度位置以及相交位置作为三个约束条件，来对拼接位置的确定方法进行说明。

约束条件1(经度)：在经度范围筛选出满足条件的初选有效影像。首先，对于原始目标图像中的各个初选有效影像，在从某一侧(如某行最左侧)选取一小块作为初始初选有效影像，找出满足中点经度大于该初始初选有效影像的中点经度的各初选有效影像，以保证筛选出的各初选有效影像在初始初选有效影像的右边(包括重叠的和不重叠的初选有效影像)；然后从tif文件中找出右边所有初选有效影像的中心位置坐标信息。

约束条件2(纬度)：图4(1)示出一种不理想的影像拼接组合。为了避免图4(1)的情况，即为了防止搜索得到的各初选有效影像在竖直方向偏差较大，所以在纬度范围又添加约束条件，该约束条件是使初始初选有效影像(即虚线所示的影响)在竖直方向搜索的范围是从中点P到上下边界线上的M、N点的距离，即在经纬度坐标系中的纵轴方向选出所属纬度范围的切片，从而使得最终的搜索拼接效果如图4(2)所示。

在图4(2)中，A为初始初选有效影像，B为冗余的初选有效影像，C为所搜索得到的优选初选有效影像。

本领域技术人员应能理解，接下来可以以影像C为初始影像，然后按照上述方式继续向右由所述，知道搜索到该原始目标图像中的最右边的初选有效影像。

约束条件3(相交)：图4(3)示出另一种不理想的影像拼接组合。以上对经纬度添加约束条件之后，为了避免出现图4(3)中各相应初选有效影像不相交的情况，还应添加相交条件。

如图4(4)所示，设原始初选有效影像AB方向边界的坐标向量为a，BD方向边界的向量为b，DC方向边界的向量为c，CA方向边界的向量为d，则为了满足相交原则，计算与初始初选有效影像相交的初选有效影像的边界线上的中点P、边界顶点F、Q分别与原始初选有效影像各边界的向量外积。

其中，中点P与原始初选有效影像各边界(AB、BD、DC、CA)的向量外积计算分别如下所示：

PA×a

PB×b

PC×d

PD×c

其中，PA指的是P点到A点的向量，a为A点到B点的向量，PA×a即为P点到A点的向量与A点到B点的向量的外积。该外积的计算方法为：|PA×a|＝|PA|·|a|·sin<PA,a>，也就是说当该向量外积的为负时，说明两个向量的夹角为负，意味着两个多边形相交。

类似地，PB×b，即为向量PB与b之间的外积，PC×d，即为向量PC与d之间的外积，PD×c，即为向量PD与d之间的外积。

当上述四个外积的结果均为小于零时，说明P点落在初始的初选有效影像ABCD中，则两初选有效影像相交。

其中，边界顶点F与原始初选有效影像各边界(AB、BD、DC、CA)的向量外积计算分别如下所示：

FA×a

FB×b

FC×d

FD×c

与中点P与原始初选有效影像各边界(AB、BD、DC、CA)的向量外积的计算类似，当FA×a、FB×b、FC×d、FD×c这四个外积均小于零时，说明F点落在初始的初选有效影像ABCD中，则两初选有效影像相交。

其中，边界顶点Q与原始初选有效影像各边界(AB、BD、DC、CA)的向量外积计算分别如下所示：

QA×a

QB×b

QC×d

QD×c

与中点P与原始初选有效影像各边界(AB、BD、DC、CA)的向量外积的计算类似，当QA×a、QB×b、QC×d、QD×c这四个外积均小于零时，说明Q点落在初始的初选有效影像ABCD中，则两初选有效影像相交。

换句话说，上述每组外积(分别对应于P点、F点与Q点)所计算的四个外积(即表示该点与向量a、b、c、d的外积)均小于零时，则证明点P、F、Q三点中的任一点落在初始的初选有效影像中，两个初选有效影像相交；而任意一行中的任意一个外积大于零，则证明两个初选有效影像不相交。

当获取满足上述三个约束条件的初选有效影像后，则将其中的一个初选有效影像作为第一初选有效影像，然后，计算与该第一初选有效影像相交的各个第二初选有效影像的距离关系，如通过计算第二初选有效影像的中点与第一初选有效影像的距离关系。将具有最大距离关系的第二初选有效影像作为与所述第一初选有效影像相对应的最优第二初选有效影像。

以此类推，将所述最优第二初选有效影像作为待处理的第一初选有效影像，循环执行确定所述最优第二初选有效影像的步骤，以去除所述初选有效影像中的冗余影像，获得优选有效影像。

本领域技术人员应能理解，对于每行或每列的初选有效影像均执行上述操作，以获取与所述目标拼接区域所对应的全部优选有效影像。本领域技术人员应能理解，从行开始、从左到右执行检测，或者是从列开始、从上到下执行检测均可以完成优选有效影像的获取，即检测方向不是固定的。只要保证循环操作覆盖到整个目标区域即可。

所述第四装置4提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的边界线。

具体地，所述第四装置4可以根据所述优选有效影像的拼接位置，确定并提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的边界线；或者，所述第四装置4可以确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线，然后，根据所述拟合线上的像素点以及与所述像素点所对应的像素带，根据所述像素点与所述像素带上像素点的距离色差，提取所述优选有效影像的边界线。

优选地，所述第四装置包括四一单元(未示出)和四二单元(未示出)；其中，所述四一单元确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线；所述四二单元根据所述拟合线上的像素点以及与所述像素点所对应的像素带，根据所述像素点与所述像素带上像素点的距离色差，提取所述优选有效影像的边界线。

所述四一单元根据所述优选有效影像的拼接位置，确定并提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线，其中，所述拟合线即大致边界线。

或者，更优选地，所述四一单元可以根据所述优选有效影像的边界点，确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的初始拟合线；根据所述优选有效影像在所述初始目标图像上拼接时的拼接处理方向，将所述初始拟合线进行平移，以获得所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线。

具体地，所述四一单元根据所述优选有效影像的拼接位置，检测在该拼接位置附近的各个像素点的色差值，提取色差值最大的点；边界线上每相邻的两点间的矢量具有大小和方向相似性，通过阈值去除掉大小或方向不相似的点；通过一个或多个这样的像素点，可以确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的初始拟合线；如图5(2)以就图6(2)中的AB、CD两条线，即为所述初始拟合线(或称预测线)。

然后，从所述初始拟合线上取点，从在该点所在的像素位置取若干像素带，找出像素带范围的每个像素的RGB与前一个像素RGB颜色之差(计算两个像素在RGB空间的距离色差)，即对该若干相邻像素两两作RGB差，选出差值最大的点作为边界点。为了使边界点所构成的边界线更好的接近拟合线，在找取边界点时，选取的像素带不能取太长(如20像素)，因为为了避免选取的像素带边界位置出现的相邻像素RGB颜色之差大于像素带中间区域RGB颜色之差。然后根据所述优选有效影像在所述初始目标图像上拼接时的拼接处理方向，每隔若干步长，按照以上方式对每行继续搜索。最后把找出的边界线上的点所在的坐标进行去重，根据无重复的标识点，因此得到唯一的边界上的标识点，从而确定出拟合线。

更优选地，所述四一单元还可以对所提取的拟合边界线进行校正操作，如在垂直方向上向右平移步长和/或在水平方向上向上平移步长。

具体地，每个优选有效影像所在的边界的四点在大图中都对应一个大致的范围。由于在小图拼成大图的过程中，分辨率会逐渐降低，而根据所述优选有效影像在所述初始目标图像上拼接时的拼接处理方向，初始拟合线与拟合线的偏差会越来越大。例如，若在列的方向是从右向左、行的方向从上向下，拟合线在竖直方向从右向左生成的过程中，初始垂直拟合线与垂直拟合线的偏差越来越大；同理，在水平方向从上向下的过程中，初始水平拟合线与水平拟合线的偏差越来越大。为了减少初始拟合线与拟合线之间的误差，如图5(3)以及如图6(3)所示，在竖直方向上，应将各初始拟合线分别向右平移逐步增加的若干步长；同理，在水平方向上，应将各初始拟合线分别向上平移逐步减少的若干步长，从而确定拟合线。

所述第五装置5根据所述边界线，对所述优选有效影像进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

具体地，所述第五装置5根据所述所述边界线，如利用直方图匹配的方式，对所述边界线相邻的区域进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。所述迭代匀色，即每次匀色均选择一定的匀色带长度，并逐步调整匀色带长度。

优选地，所述第五装置包括五一单元(未示出)以及五二单元(未示出)，其中，所述五一单元根据所述边界线，确定所述优选有效影像所对应的分区；所述五二单元根据所述优选有效影像所对应的分区，依次对相邻的分区进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

具体地，所述五一单元根据所述边界线，选取所述边界线两侧的优选有效图像的需要处理的分区；然后，所述五二单元根据相邻的两个分区，如利用直方图匹配的方式，依次进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

更优选地，所述五二单元可以根据所述优选有效影像所对应的分区，确定至少一组相邻的分区；从所述相邻分区中，迭代选取具有不同长度的匀色带，并进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像，其中，所述匀色带的长度与渐变参数成正比。

具体地，所述五二单元根据所述边界线，选取所述边界线两侧的优选有效图像的需要处理的分区；若某个范围内包含多个分区，则应使用不同分区所属的区号模板进行匀色。

为了使每块优选有效影像所在的拼接部分所在的区域色调过渡的比较自然，根据各优选有效影像所包含的分区并每隔一定的步长依次进行迭代匀色，但要保证选取的匀色带的长度Length与渐变的参数β变化的相对平滑，不要有突变。

然后，所述五二单元确定至少一组相邻的分区进行处理。在此，以直方图匹配的方式进行匀色方式的说明：

为了减少拼接影像的色差、亮度差，采用直方图匹配原则，进行各相邻分区之间的匀色。所谓直方图匹配，即以标准影像的直方图为标准，将另一幅影像的直方图向标准直方图进行转换，使两影像的直方图接近相似。通过直方图匹配可以调节两影像的色调和反差，从而使两影像的亮度分布近似的趋于一致，以便于保持图像色调的总体平衡，产生浑然一体的视觉效果。以分区T为模板，对其相邻的分区A进行直方图匹配后得到分区B，再采用以下加权参数方式对A进行渐变，从而得到变化后的A'。

A'＝γA+(1-γ)B

其中，γ是渐变因子权重(即渐变参数)，且w∈(0,1)。从左影像到右影像过渡的重叠区域过程中，权重w从1渐变为0，因此便形成两影像的平滑拼接。此外，为了较好的消去拟合线，按照以上方式进行迭代，对各相邻切片的相交区域进行像素值步长逐步减少的方案进行匀色，从而实现镶嵌结果在色调和几何上的一致性。

图2示出根据本发明另一个方面的一种用于遥感影像拼接的方法流程图。

具体地，在步骤S1中，所述处理设备获取多张遥感影像；在步骤S2中，所述处理设备提取所述遥感影像所包含的有效影像；在步骤S3中，所述处理设备根据多张所述有效影像，确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像并生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像；在步骤S4中，所述处理设备提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的边界线；在步骤S5中，所述处理设备根据所述边界线，对所述优选有效影像进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

在步骤S1中，所述处理设备获取多张遥感影像。

具体地，在步骤S1中，所述处理设备通过与一个或多个拍摄设备(如卫星、航空拍摄设备等)和/或其他能够提供遥感影像的设备相交互，以获取多张遥感影像。

本领域技术人员应能理解，所述遥感影像中包含对应的地理坐标，遥感影像中的每个像素都可以获取其唯一的地理坐标位置。优选地，每张遥感影像均包含该遥感影像的轨道编号，所述轨道即为拍摄该张遥感影像的卫星或航空拍摄设备在拍摄该张遥感影像时，所运行的运行轨道。一个卫星可以通过运行一条或多条不同的运行轨道来覆盖不同的区域，而每张所拍摄的遥感影像，均可对应于一条轨道的编号。

在步骤S2中，所述处理设备提取所述遥感影像所包含的有效影像。

具体地，其中，提取所述有效影像，即将所述遥感影像中的无效区域去除，以得到该遥感影像中含有有效信息的切片的方法。

在步骤S2中，所述处理设备通过以下一种或多种方式，提取所述遥感影像所包含的有效影像：

1.将所述遥感影像以固定大小或固定形状进行切割，以确定其有效区域：如截取所述遥感影像中间位置的固定像素大小的图像，以将所切割的图像作为有效影像。

2.根据所述遥感影像所对应的不同拍摄设备(如不同型号的卫星)、不同拍摄区域、不同拍摄方式等拍摄参数，对所述遥感影像进行不同形状、大小的切割，以将所切割的图像作为有效影像：如不同型号的卫星所对应的切割形状不同、不同拍摄区域所对应的切割大小不同等。

3.根据所要镶嵌的目标区域的空缺信息，按照空缺的位置需求，从所述遥感影像上截取对应的适当图像，以作为所述有效影像：如若目标区域空缺一个100像素X100像素的图像，则从对应的(可根据坐标信息判断是否对应)的遥感影像上，截取110像素X110像素的图像区域，以作为所述有效影像。

4.通过对所述遥感影像进行逐行扫描，以确定所述遥感影像相对应的有效影像。

即，优选地，在步骤S2中，所述处理设备可以对所述遥感影像进行逐行扫描，当扫描到至少一个像素信息时，根据所述像素信息的位置，确定与所述遥感影像相对应的至少一条边缘线；根据所述边缘线，提取所述遥感影像所包含的有效影像。

具体地，在步骤S2中，所述处理设备可以对所述遥感影像进行逐行扫描，如从图像外围逐行向图像中心区域扫描；当扫描到至少一个非空白的像素信息时，则表明此处已经存在有效数据，而非空白区域，因此，根据所述像素信息的位置，确定与所述遥感影像相对应的至少一条边缘线。

在此，本领域技术人员应能理解，若一张遥感影像的某个区域是是无效区域，则该区域内没有有效的像素点，不包含任何原始数据。这部分图像在视觉上呈现的是黑色。而若扫描到包含原始数据的有效像素点，则说明此处已经存在有效数据，则可停止扫描。

在此，若扫描到一个像素信息，则根据该像素信息与待获取的有效影像的形状关系，画线(如将该点所在位置与待截取的有效影像的边缘来平行画线)以获得边缘线；进而根据位于不同方向的多条边缘线，提取边缘线内的图像作为有效影像。若扫描到多个像素信息，则将多个像素信息连线，以获取对应的一条或多条边缘线，将边缘线内的图像作为有效影像。

例如，在所述遥感影像的左上、左下、右上、右下四个方向分别进行像素点扫描，以确定边缘线，进而确定有效影像。

在步骤S3中，所述处理设备根据多张所述有效影像，确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像并生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像。

具体地，在步骤S3中，所述处理设备可以先根据多张所述有效影像，筛选确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像，然后根据所述优选有效影像，生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像；或者，在步骤S3中，所述处理设备可以先根据多张所述有效影像，生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像后，再进行进一步筛选，以确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像。

具体分析如下：

所述步骤S3可以包括步骤S31(未示出)、步骤S32(未示出)以及步骤S33(未示出)。其中，在步骤S31中，所述处理设备根据多张所述有效影像，筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；在步骤S32中，所述处理设备根据各个所述初选有效影像所对应的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像；在步骤S33中，所述处理设备将所述优选有效影像进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像。

具体地，在步骤S31中，所述处理设备可以通过以下一种或多种方式，来筛选初选有效影像：

1.根据所述有效影像与所述目标拼接区域的位置关系：如通过判断所述有效影像的地理坐标是否位于所述目标拼接区域所覆盖的坐标范围内，或者判断所述有效影像所对应的编号是否与所述目标拼接区域相对应。若所述有效影像位于所述目标拼接区域所覆盖的坐标范围内，或是所述有效影像所对应的编号与所述目标拼接区域相对应，则将所述有效影像筛选为所述初选有效影像；否则，将其筛除。

其中，所述目标拼接区域即为期望生成的遥感影像的范围，如全球遥感图像、亚洲区域遥感图像、中国区域遥感图像，或是某个经度范围与某个纬度范围所围成的区域遥感图像等。

2.根据清所述有效影像的清晰度进行筛选：如将清晰度超过某一阈值的作为所述初选有效影像，否则，将其筛除。

3.其他预定的筛选方式等。

当所述处理设备筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像后，根据所述初选有效影像所对应的地理坐标，按照各个初选有效影像所对应的位置关系，确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；或者，若所述初选有效影像中包含位置排序，则可直接根据所述初选有效影像所对应的位置排序来确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置。

在步骤S32中，所述处理设备根据各个所述初选有效影像所对应的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像。

具体地，在步骤S32中，所述处理设备将各个初选有效影像放到统一的坐标系中，根据各个所述初选有效影像所对应的拼接位置，判断每个初选有效影像所对应的覆盖范围，通过对所述覆盖范围进行检测，若某张初选有效影像所覆盖的范围能够被其他初选有效影像所完全覆盖，则说明该张初选有效影像所对应的区域已经可以根据其他初选有效影像所获得，因此该初选有效影像即为冗余影像，将该初选有效影像进行筛除，反复执行上述操作，以将所有冗余影像去除，最终获得优选有效影像；或者，通过将所述初选有效影像依照一定的拼接方向(如从上到下，从左到右等)或拼接顺序，拼接到目标拼接区域，每拼接一张所述初选有效影像时，则执行一次检测：若某张新拼接的初选有效影像完全落入到已经覆盖的图像范围内，则将该初选有效影像进行筛除，若其有至少一部分像素能够覆盖到新的图像范围内，则将该初选有效影像保留，从而，获得优选有效影像。

在步骤S33中，所述处理设备将所述优选有效影像进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像。

在步骤S33中，所述处理设备将所获取的优选有效影像，按照其所对应的位置关系，按照一定的拼接顺序，如从上到下从左到右等，进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像。

或者，所述步骤S3可以包括步骤S31(未示出)、步骤S34(未示出)以及步骤S35(未示出)。其中，在步骤S31中，所述处理设备根据多张所述有效影像，筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；在步骤S34中，所述处理设备将所述初选有效影像进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的原始目标图像；在步骤S35中，所述处理设备根据各个所述初选有效影像在所述原始目标图像中的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像以及与所述优选有效影像所对应的初始目标图像。

在此，在步骤S31中，所述处理设备所执行的操作与前述三一单元相同或相似，故在此不再赘述。

在步骤S34中，所述处理设备将各个初选有效影像放到统一的坐标系中，将所述初选有效影像按照其所对应的位置关系，按照一定的拼接顺序，如从上到下从左到右等，进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的原始目标图像。在此，所述原始目标图像中的每个初选有效影像能够被识别并执行去除等相关操作。

例如，可以通过输入参数：初选有效影像的序号列表、目标拼接区域所对应的UTM区域信息，然后输出参数即为：原始目标图像。

在此，所执行的操作为：检索tif文件所对应的区域号，然后根据该区域号进行排序，生成的有序的文件名列表；按照UTM区域信息进行排序并拼接。

其中，UTM即：UNIVERSAL TRANSVERSE MERCARTOR GRID SYSTEM，通用横墨卡托格网系统。

在步骤S35中，所述处理设备根据各个所述初选有效影像在所述原始目标图像中的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像以及与所述优选有效影像所对应的初始目标图像。

具体地，在步骤S35中，所述处理设备根据各个所述初选有效影像在所述原始目标图像中所对应的拼接位置，判断每个初选有效影像所对应的覆盖范围，通过对所述覆盖范围进行检测，若某张初选有效影像所覆盖的范围能够被其他初选有效影像所完全覆盖，则说明该张初选有效影像所对应的区域已经可以根据其他初选有效影像所获得，因此该初选有效影像即为冗余影像，将该初选有效影像进行筛除，反复执行上述操作，以将所有冗余影像去除，最终获得优选有效影像。

然后，去除了所述冗余影像的原始目标图像，即为与所述优选有效影像所对应的初始目标图像。

优选地，在步骤S31中，所述处理设备可以根据所述有效影像与目标拼接区域的坐标位置关系，从多张所述有效影像中筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置。

具体地，图3示出了根据本发明的一个优选实施例的一种筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像的方法示意图。

在步骤S31中，所述处理设备可以确定所述目标拼接区域的区域范围，然后，对于每个有效影像，获取该有效影像所对应的中心点经纬度信息。该有效影像所对应的经度(如图3所示的经度X)与所述目标拼接区域有两个对应的纬度点，如图3中所示的Y1点与Y2点。若所述有效影像的纬度在Y1与Y2之间，则说明所述有效影像在目标拼接区域内，所述有效影像为初选有效影像。

根据所述初选有效影像所对应的位置关系，确定所述初选有效影像所对应的拼接位置。

优选地，在所述步骤S32或所述步骤S35中，所述处理设备可以根据各个所述初选有效影像所对应的经度位置、纬度位置以及相交位置，确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；通过计算与第一初选有效影像相交的一个或多个第二初选有效影像的距离关系，确定与所述第一初选有效影像相对应的最优第二初选有效影像；将所述最优第二初选有效影像作为待处理的第一初选有效影像，循环执行确定所述最优第二初选有效影像的步骤，以去除所述初选有效影像中的冗余影像，获得优选有效影像。

具体地，所述处理设备，在获取优选有效影像时，可以采用以下方法，以使无冗余的最少影像覆盖所述目标拼接区域，减少了计算量，提高影像处理效率：

首先，所述处理设备确定各个所述初选有效影像所对应的经度位置、纬度位置以及相交位置，然后，基于上述位置关系，以确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置。在此，将经度位置、纬度位置以及相交位置作为三个约束条件，来对拼接位置的确定方法进行说明。

约束条件1(经度)：在经度范围筛选出满足条件的初选有效影像。首先，对于原始目标图像中的各个初选有效影像，在从某一侧(如某行最左侧)选取一小块作为初始初选有效影像，找出满足中点经度大于该初始初选有效影像的中点经度的各初选有效影像，以保证筛选出的各初选有效影像在初始初选有效影像的右边(包括重叠的和不重叠的初选有效影像)；然后从tif文件中找出右边所有初选有效影像的中心位置坐标信息。

约束条件2(纬度)：图4(1)示出一种不理想的影像拼接组合。为了避免图4(1)的情况，即为了防止搜索得到的各初选有效影像在竖直方向偏差较大，所以在纬度范围又添加约束条件，该约束条件是使初始初选有效影像(即虚线所示的影响)在竖直方向搜索的范围是从中点P到上下边界线上的M、N点的距离，即在经纬度坐标系中的纵轴方向选出所属纬度范围的切片，从而使得最终的搜索拼接效果如图4(2)所示。

在图4(2)中，A为初始初选有效影像，B为冗余的初选有效影像，C为所搜索得到的优选初选有效影像。

本领域技术人员应能理解，接下来可以以影像C为初始影像，然后按照上述方式继续向右由所述，知道搜索到该原始目标图像中的最右边的初选有效影像。

约束条件3(相交)：图4(3)示出另一种不理想的影像拼接组合。以上对经纬度添加约束条件之后，为了避免出现图4(3)中各相应初选有效影像不相交的情况，还应添加相交条件。

如图4(4)所示，设原始初选有效影像AB方向边界的坐标向量为a，BD方向边界的向量为b，DC方向边界的向量为c，CA方向边界的向量为d，则为了满足相交原则，计算与初始初选有效影像相交的初选有效影像的边界线上的中点P、边界顶点F、Q分别与原始初选有效影像各边界的向量外积。

其中，中点P与原始初选有效影像各边界(AB、BD、DC、CA)的向量外积计算分别如下所示：

PA×a

PB×b

PC×d

PD×c

其中，PA指的是P点到A点的向量，a为A点到B点的向量，PA×a即为P点到A点的向量与A点到B点的向量的外积。该外积的计算方法为：|PA×a|＝|PA|·|a|·sin<PA,a>，也就是说当该向量外积的为负时，说明两个向量的夹角为负，意味着两个多边形相交。

类似地，PB×b，即为向量PB与b之间的外积，PC×d，即为向量PC与d之间的外积，PD×c，即为向量PD与d之间的外积。

当上述四个外积的结果均为小于零时，说明P点落在初始的初选有效影像ABCD中，则两初选有效影像相交。

其中，边界顶点F与原始初选有效影像各边界(AB、BD、DC、CA)的向量外积计算分别如下所示：

FA×a

FB×b

FC×d

FD×c

与中点P与原始初选有效影像各边界(AB、BD、DC、CA)的向量外积的计算类似，当FA×a、FB×b、FC×d、FD×c这四个外积均小于零时，说明F点落在初始的初选有效影像ABCD中，则两初选有效影像相交。

其中，边界顶点Q与原始初选有效影像各边界(AB、BD、DC、CA)的向量外积计算分别如下所示：

QA×a

QB×b

QC×d

QD×c

与中点P与原始初选有效影像各边界(AB、BD、DC、CA)的向量外积的计算类似，当QA×a、QB×b、QC×d、QD×c这四个外积均小于零时，说明Q点落在初始的初选有效影像ABCD中，则两初选有效影像相交。

换句话说，上述每组外积(分别对应于P点、F点与Q点)所计算的四个外积(即表示该点与向量a、b、c、d的外积)均小于零时，则证明点P、F、Q三点中的任一点落在初始的初选有效影像中，两个初选有效影像相交；而任意一行中的任意一个外积大于零，则证明两个初选有效影像不相交。

当获取满足上述三个约束条件的初选有效影像后，则将其中的一个初选有效影像作为第一初选有效影像，然后，计算与该第一初选有效影像相交的各个第二初选有效影像的距离关系，如通过计算第二初选有效影像的中点与第一初选有效影像的距离关系。将具有最大距离关系的第二初选有效影像作为与所述第一初选有效影像相对应的最优第二初选有效影像。

以此类推，将所述最优第二初选有效影像作为待处理的第一初选有效影像，循环执行确定所述最优第二初选有效影像的步骤，以去除所述初选有效影像中的冗余影像，获得优选有效影像。

本领域技术人员应能理解，对于每行或每列的初选有效影像均执行上述操作，以获取与所述目标拼接区域所对应的全部优选有效影像。本领域技术人员应能理解，从行开始、从左到右执行检测，或者是从列开始、从上到下执行检测均可以完成优选有效影像的获取，即检测方向不是固定的。只要保证循环操作覆盖到整个目标区域即可。

在步骤S4中，所述处理设备提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的边界线。

具体地，在步骤S4中，所述处理设备可以根据所述优选有效影像的拼接位置，确定并提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的边界线；或者，在步骤S4中，所述处理设备可以确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线，然后，根据所述拟合线上的像素点以及与所述像素点所对应的像素带，根据所述像素点与所述像素带上像素点的距离色差，提取所述优选有效影像的边界线。

优选地，所述步骤S4包括步骤S41(未示出)和步骤S42(未示出)；其中，在步骤S41中，所述处理设备确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线；在步骤S42中，所述处理设备根据所述拟合线上的像素点以及与所述像素点所对应的像素带，根据所述像素点与所述像素带上像素点的距离色差，提取所述优选有效影像的边界线。

在步骤S41中，所述处理设备根据所述优选有效影像的拼接位置，确定并提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线，其中，所述拟合线即大致边界线。

或者，更优选地，在步骤S41中，所述处理设备可以根据所述优选有效影像的边界点，确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的初始拟合线；根据所述优选有效影像在所述初始目标图像上拼接时的拼接处理方向，将所述初始拟合线进行平移，以获得所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线。

具体地，在步骤S41中，所述处理设备根据所述优选有效影像的拼接位置，检测在该拼接位置附近的各个像素点的色差值，提取色差值最大的点；边界线上每相邻的两点间的矢量具有大小和方向相似性，通过阈值去除掉大小或方向不相似的点；通过一个或多个这样的像素点，可以确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的初始拟合线；如图5(2)以就图6(2)中的AB、CD两条线，即为所述初始拟合线(或称预测线)。

然后，从所述初始拟合线上取点，从在该点所在的像素位置取若干像素带，找出像素带范围的每个像素的RGB与前一个像素RGB颜色之差(计算两个像素在RGB空间的距离色差)，即对该若干相邻像素两两作RGB差，选出差值最大的点作为边界点。为了使边界点所构成的边界线更好的接近拟合线，在找取边界点时，选取的像素带不能取太长(如20像素)，因为为了避免选取的像素带边界位置出现的相邻像素RGB颜色之差大于像素带中间区域RGB颜色之差。然后根据所述优选有效影像在所述初始目标图像上拼接时的拼接处理方向，每隔若干步长，按照以上方式对每行继续搜索。最后把找出的边界线上的点所在的坐标进行去重，根据无重复的标识点，因此得到唯一的边界上的标识点，从而确定出拟合线。

更优选地，在步骤S41中，所述处理设备还可以对所提取的拟合边界线进行校正操作，如在垂直方向上向右平移步长和/或在水平方向上向上平移步长。

具体地，每个优选有效影像所在的边界的四点在大图中都对应一个大致的范围。由于在小图拼成大图的过程中，分辨率会逐渐降低，而根据所述优选有效影像在所述初始目标图像上拼接时的拼接处理方向，初始拟合线与拟合线的偏差会越来越大。例如，若在列的方向是从右向左、行的方向从上向下，拟合线在竖直方向从右向左生成的过程中，初始垂直拟合线与垂直拟合线的偏差越来越大；同理，在水平方向从上向下的过程中，初始水平拟合线与水平拟合线的偏差越来越大。为了减少初始拟合线与拟合线之间的误差，如图5(3)以及如图6(3)所示，在竖直方向上，应将各初始拟合线分别向右平移逐步增加的若干步长；同理，在水平方向上，应将各初始拟合线分别向上平移逐步减少的若干步长，从而确定拟合线。

在步骤S5中，所述处理设备根据所述边界线，对所述优选有效影像进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

具体地，在步骤S5中，所述处理设备根据所述所述边界线，如利用直方图匹配的方式，对所述边界线相邻的区域进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。所述迭代匀色，即每次匀色均选择一定的匀色带长度，并逐步调整匀色带长度。

优选地，所述步骤S5包括步骤S51(未示出)以及步骤S52(未示出)，其中，在步骤S51中，所述处理设备根据所述边界线，确定所述优选有效影像所对应的分区；在步骤S52中，所述处理设备根据所述优选有效影像所对应的分区，依次对相邻的分区进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

具体地，在步骤S51中，所述处理设备根据所述边界线，选取所述边界线两侧的优选有效图像的需要处理的分区；然后，在步骤S52中，所述处理设备根据相邻的两个分区，如利用直方图匹配的方式，依次进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

更优选地，在步骤S52中，所述处理设备可以根据所述优选有效影像所对应的分区，确定至少一组相邻的分区；从所述相邻分区中，迭代选取具有不同长度的匀色带，并进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像，其中，所述匀色带的长度与渐变参数成正比。

具体地，所述处理设备根据所述边界线，选取所述边界线两侧的优选有效图像的需要处理的分区；若某个范围内包含多个分区，则应使用不同分区所属的区号模板进行匀色。

为了使每块优选有效影像所在的拼接部分所在的区域色调过渡的比较自然，根据各优选有效影像所包含的分区并每隔一定的步长依次进行迭代匀色，但要保证选取的匀色带的长度Length与渐变的参数β变化的相对平滑，不要有突变。

然后，所述处理设备确定至少一组相邻的分区进行处理。在此，以直方图匹配的方式进行匀色方式的说明：

为了减少拼接影像的色差、亮度差，采用直方图匹配原则，进行各相邻分区之间的匀色。所谓直方图匹配，即以标准影像的直方图为标准，将另一幅影像的直方图向标准直方图进行转换，使两影像的直方图接近相似。通过直方图匹配可以调节两影像的色调和反差，从而使两影像的亮度分布近似的趋于一致，以便于保持图像色调的总体平衡，产生浑然一体的视觉效果。以分区T为模板，对其相邻的分区A进行直方图匹配后得到分区B，再采用以下加权参数方式对A进行渐变，从而得到变化后的A'。

A'＝γA+(1-γ)B

其中，γ是渐变因子权重(即渐变参数)，且w∈(0,1)。从左影像到右影像过渡的重叠区域过程中，权重w从1渐变为0，因此便形成两影像的平滑拼接。此外，为了较好的消去拟合线，按照以上方式进行迭代，对各相邻切片的相交区域进行像素值步长逐步减少的方案进行匀色，从而实现镶嵌结果在色调和几何上的一致性。

需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (20)

1.一种用于遥感影像拼接的方法，其中，该方法包括以下步骤：

获取多张遥感影像；

提取所述遥感影像所包含的有效影像；

根据多张所述有效影像，确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像并生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像；

提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的边界线；

根据所述边界线，对所述优选有效影像进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，提取每张遥感影像所包含的有效影像的步骤包括：

对所述遥感影像进行逐行扫描，当扫描到至少一个像素信息时，根据所述像素信息的位置，确定与所述遥感影像相对应的至少一条边缘线；

根据所述边缘线，提取所述遥感影像所包含的有效影像。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像并生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像的步骤包括：

根据多张所述有效影像，筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；

根据各个所述初选有效影像所对应的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像；

将所述优选有效影像进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像并生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像的步骤包括：

根据多张所述有效影像，筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；

将所述初选有效影像进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的原始目标图像；

根据各个所述初选有效影像在所述原始目标图像中的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像以及与所述优选有效影像所对应的初始目标图像。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，筛选初选有效影像并确定所述初选有效图像所对应的拼接位置的步骤包括：

根据所述有效影像与目标拼接区域的坐标位置关系，从多张所述有效影像中筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置。

6.根据权利要求3或4所述的方法，其中，获得优选有效影像的步骤包括：

根据各个所述初选有效影像所对应的经度位置、纬度位置以及相交位置，确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；

通过计算与第一初选有效影像相交的一个或多个第二初选有效影像的距离关系，确定与所述第一初选有效影像相对应的最优第二初选有效影像；

将所述最优第二初选有效影像作为待处理的第一初选有效影像，循环执行确定所述最优第二初选有效影像的步骤，以去除所述初选有效影像中的冗余影像，获得优选有效影像。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的边界线的步骤包括：

确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线；

根据所述拟合线上的像素点以及与所述像素点所对应的像素带，根据所述像素点与所述像素带上像素点的距离色差，提取所述优选有效影像的边界线。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，确定拟合线的步骤包括：

根据所述优选有效影像的边界点，确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的初始拟合线；

根据所述优选有效影像在所述初始目标图像上拼接时的拼接处理方向，将所述初始拟合线进行平移，以获得所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，对所述优选有效影像进行迭代匀色处理的步骤包括：

根据所述边界线，确定所述优选有效影像所对应的分区；

根据所述优选有效影像所对应的分区，依次对相邻的分区进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，依次对相邻的分区进行迭代匀色处理的步骤包括：

根据所述优选有效影像所对应的分区，确定至少一组相邻的分区；

从所述相邻分区中，迭代选取具有不同长度的匀色带，并进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像，其中，所述匀色带的长度与渐变参数成正比。

11.一种用于遥感影像拼接的处理设备，其中，所述处理设备包括：

第一装置，用于获取多张遥感影像；

第二装置，用于提取所述遥感影像所包含的有效影像；

第三装置，用于根据多张所述有效影像，确定与目标拼接区域相对应的优选有效影像并生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像；

第四装置，用于提取所述优选有效影像在所述初始目标图像中的边界线；

第五装置，用于根据所述边界线，对所述优选有效影像进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

12.根据权利要求11所述的处理设备，其中，所述第二装置用于：

对所述遥感影像进行逐行扫描，当扫描到至少一个像素信息时，根据所述像素信息的位置，确定与所述遥感影像相对应的至少一条边缘线；

根据所述边缘线，提取所述遥感影像所包含的有效影像。

13.根据权利要求11所述的处理设备，其中，所述第三装置包括：

三一单元，用于根据多张所述有效影像，筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；

三二单元，用于根据各个所述初选有效影像所对应的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像；

三三单元，用于将所述优选有效影像进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的初始目标图像。

14.根据权利要求11所述的处理设备，其中，所述第三装置包括：

三一单元，用于根据多张所述有效影像，筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；

三四单元，用于将所述初选有效影像进行拼接，以生成与所述目标拼接区域相对应的原始目标图像；

三五单元，用于根据各个所述初选有效影像在所述原始目标图像中的拼接位置，去除所述初选有效影像中的冗余影像，以获得优选有效影像以及与所述优选有效影像所对应的初始目标图像。

15.根据权利要求13或14所述的处理设备，其中，所述三一单元用于：

根据所述有效影像与目标拼接区域的坐标位置关系，从多张所述有效影像中筛选出与目标拼接区域相对应的初选有效影像，并确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置。

16.根据权利要求13或14所述的处理设备，其中，所述三二单元或所述三五单元用于：

根据各个所述初选有效影像所对应的经度位置、纬度位置以及相交位置，确定各个所述初选有效影像所对应的拼接位置；

通过计算与第一初选有效影像相交的一个或多个第二初选有效影像的距离关系，确定与所述第一初选有效影像相对应的最优第二初选有效影像；

将所述最优第二初选有效影像作为待处理的第一初选有效影像，循环执行确定所述最优第二初选有效影像的步骤，以去除所述初选有效影像中的冗余影像，获得优选有效影像。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的处理设备，其中，所述第四装置包括：

四一单元，用于确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线；

四二单元，用于根据所述拟合线上的像素点以及与所述像素点所对应的像素带，根据所述像素点与所述像素带上像素点的距离色差，提取所述优选有效影像的边界线。

18.根据权利要求17所述的处理设备，其中，所述四一单元用于：

根据所述优选有效影像的边界点，确定所述优选有效影像在所述初始目标图像中的初始拟合线；

根据所述优选有效影像在所述初始目标图像上拼接时的拼接处理方向，将所述初始拟合线进行平移，以获得所述优选有效影像在所述初始目标图像中的拟合线。

19.根据权利要求11至18中任一项所述的处理设备，其中，所述第五装置包括：

五一单元，用于根据所述边界线，确定所述优选有效影像所对应的分区；

五二单元，用于根据所述优选有效影像所对应的分区，依次对相邻的分区进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像。

20.根据权利要求19所述的处理设备，其中，所述五二单元用于：

根据所述优选有效影像所对应的分区，确定至少一组相邻的分区；

从所述相邻分区中，迭代选取具有不同长度的匀色带，并进行迭代匀色处理，以获得所述目标拼接区域所对应的目标图像，其中，所述匀色带的长度与渐变参数成正比。