CN102937454A - 一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法 - Google Patents

Abstract

一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法，处理步骤包括：首先，计算实验室定标图像的有效灰度均值以及能量损失区域每个探测器的列均值，并拟合每个探测器的第一次能量补偿系数；其次，选取大量在轨影像数据，分别统计能量损失区域附近正常区域的直方图以及能量损失区域每列图像第一次补偿后的直方图，建立每个能量损失区域每个探测器的直方图查找表；最后，基于影像数据重叠区域的灰度信息自适应去除片间色差。本发明的技术方案能够解决全反射光学拼接相机搭接区的能量损失问题，充分利用卫星发射前的相机实验室定标数据和卫星发射后的大量在轨图像数据，确保光学拼接区域的能量得到有效补偿。

Description

一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法

技术领域

本发明涉及一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法，属于光学遥感影像处理领域。 

背景技术

线阵CCD被广泛应用于航空、航天光学遥感器，以及测量、控制等领域，为了扩大视场或增大测量范围，需要增加像元数，最有效便利的途径是将多片线阵CCD组装在一起，即CCD拼接。法国SPOT卫星的HRV相机就是成功地使用CCD拼接技术。 

线阵CCD拼接主要有机械拼接、电子学拼接和光学拼接。机械拼接就是将CCD首尾相连，使之在一条直线上，然而直接拼接时CCD器件之间会产生缝隙，并且要保证拼接直线度要求，元器件摆放复杂，因此，实现精确拼接的难度大。电子学拼接是使两片CCD在图像推扫方向上错开一定位置，使两片CCD所成的图像拼成一幅，这种拼接方法要求对数据进行再处理以及大的存储容量，给电学处理带来困难。 

光学拼接目前由于全反射膜的存在，使会聚光被遮挡，有部分会聚光照不到拼接边缘处的CCD元，而且光的强度会随着远离边缘将加强恢复到正常值。能量衰减导致重叠区域响应不一致性，导致拼接区能量不能有效补偿，若重叠区域直接相加则放大噪声。目前国内全反射拼接相机在遥感卫星中开始应用，但是，对全反射拼接相机拼接模式特别是能量衰减区域补偿的研究少，张星祥等人在专利《基于曲面拟合的反射镜拼接渐晕消除装置(申请号：201110216522)》中基于最速下降法实现图像二维拟合曲面，获得参数估计。 

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种面向全反射 光学拼接相机的能量补偿以及色差消除方法。该方法能充分利用卫星发射前的实验室定标数据进行校正，有效保证能量的补偿，针对卫星在轨运行一定周期后，利用大量在轨卫星图像数据建立能量损失探测器的灰度映射查找表，从而解决了由于全反射相机光学拼接引起的拼接区域附近能量衰减问题，确保重叠区域像元的有效利用。 

本发明的技术解决方案是： 

1、一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法，其特征在于，通过以下步骤实现： 

(1)计算实验室定标图像的有效灰度均值； 

卫星发射前在实验室通过调整积分球定标灯的辐亮度等级，获得全反射式光学相机在某增益、某积分级数下的L幅定标图像；L为正整数； 

计算L幅定标图像中每片CCD有效区域的灰度均值，称为有效灰度均值，有效灰度均值作为该片CCD的输出期望值；所述有效区域是指除能量损失区域之外的正常区域；所述能量损失区域是指光学全反射式拼接相机在相邻两片CCD搭接附近，由于全反射膜的存在而导致的光线遮挡区域； 

(2)计算定标图像能量损失区域每列的第一次能量补偿系数； 

所述计算定标图像能量损失区域每列的第一次能量补偿系数计算如下： 

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{Mean}}_1=a_i\×{\mathrm{DN}}_{i1}^3+b_i\×{\mathrm{DN}}_{i1}^2+c_i\×{\mathrm{DN}}_{i1}+d_i\\ {\mathrm{Mean}}_2=a_i\×{\mathrm{DN}}_{i2}^3+b_i\×{\mathrm{DN}}_{i2}^2+c_i\×{\mathrm{DN}}_{i2}+d_i\\ ......\\ {\mathrm{Mean}}_L=a_i\×{\mathrm{DN}}_{\mathrm{iL}}^3+b_i\×{\mathrm{DN}}_{\mathrm{iL}}^2+c_i\×{\mathrm{DN}}_{\mathrm{iL}}+d_i\end{array}\right.$

式中，a_i、b_i、c_i、d_i为能量损失区域第i列的能量补偿系数，i为正整数且l≤i≤W，W是能量损失区域的列数；DN_i1、DN_i2、...、DN_iL分别为L幅定标图像中能量损失区域中第i列的灰度均值；Mean₁、Mean₂、...、Mean_L分别为L幅定标图像的有效灰度均值； 

(3)计算能量损失区域的第二次能量补偿系数； 

卫星在轨运行后，利用第一次能量补偿系数对大量在轨影像数据中的能量损失区域进行校正，得到校正后的第一次能量补偿图像； 

统计所述第一次能量补偿图像中的能量损失区域，分别建立能量损失区域每列图像的直方图，称为每列能量补偿原始直方图； 

统计能量损失区域附近正常区域宽度的数据并建立直方图，称为能量补偿期望直方图； 

对所述每列能量补偿原始直方图与能量补偿期望直方图进行匹配，建立第一次能量补偿图像中每列图像的直方图查找表，分段线性拟合直方图查找表并计算第二次能量补偿系数；利用第二次能量补偿系数对第一次能量补偿图像进行校正，得到校正后的第二次能量补偿图像； 

(4)基于重叠区域自适应消除片间色差； 

所述重叠区域是指相邻两片CCD能拍到同一场景的搭接区域；所述自适应是指根据重叠区域灰度差值大小自动选择色差消除方法； 

首先选取校正后的第二次能量补偿图像中靠近重叠区域的中间区域作为有效重叠区域，有效重叠区域宽度取决于全反射光学拼接相机重叠区域的设计宽度；然后选取相邻两片中的某一片图像为基准图像，另一片图像作为色差待去除图像，计算所述相邻两片有效重叠区域的灰度均值的差值，若所述灰度均值差值的绝对值不小于所设定域值δ，则需要色差消除，否则不需要色差消除处理；所述色差消除方法如下：统计有效重叠区域的灰度级数，若所述有效重叠区域的灰度级数不小于总灰度级数的40％～50％，则利用直方图匹配方法消除色差，否则利用灰度差值方法消除色差；所述总灰度级数即相机的量化级数。 

所述步骤(1)中的L≥4。 

所述步骤(3)中的大量在轨影像数据是指二十轨以上的影像数据。 

所述步骤(3)所述正常区域宽度范围为20～100列。 

所述步骤(3)所述分段线性拟合直方图查找表并计算第二次能量补偿 系数实现如下： 

按照总灰度级数将直方图查找表分成低、中、高三段，对于总灰度级数为1024的图像，原始直方图中灰度值在0～300区间内的设定为低段，灰度值在300～800区间内的设定为中段，灰度值在800～1023区间内的设定为高段，利用最小二乘法分别拟合三段区间的线性补偿系数，称之为第二次能量补偿系数。 

所述步骤(4)所述直方图匹配方法消除色差实现如下：统计所述基准图像中对应的有效重叠区域的直方图，作为色差消除期望直方图，统计色差待去除图像中对应的有效重叠区域的直方图，作为色差消除原始直方图；分别建立所述色差消除原始直方图与色差消除期望直方图的映射关系，得到色差消除映射查找表，并将所述映射查找表作用于色差待去除图像消除两片间的色差。 

所述步骤(4)所述灰度差值方法消除色差，其特征在于：将有效重叠区域的均值差值作用到色差待去除图像，用于消除两片间的色差。 

所述步骤(4)中的δ一般取值为1～2个DN值。 

本发明与现有技术相比的有益效果是： 

(1)本发明为解决目前全反射光学多片线阵CCD相机的拼接区域存在能量衰减这一固有问题，提出利用卫星发射前的多级定标灯下的实验室定标数据，根据能量损失区域特征基于最小二乘法计算能量衰减区域每个探测器的补偿系数，完成能量损失区域的一次抬升。 

(2)本发明针对卫星长期在轨运行后实验室的能量补偿系数可能会发生效能变差的现象，提出利用大量在轨图像数据统计能量正常区域的直方图，与能量衰减区域每个探测器的直方图，计算两个直方图的匹配建立能量抬升查找表，完成能量二次抬升。 

(3)本发明利用能量损失区域的抬升结果，基于影像数据重叠区域的灰度均值差值、灰度级数等灰度信息自适应选择片间色差消除方法，完成相 邻两片间的色差消除。 

附图说明

图1是本发明全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除流程图； 

图2是全反射光学拼接相机的光路示意图； 

图3(a)是由三片光学拼接相机某积分级数和增益下所生成的实验室定标图像； 

图3(b)是对应的列灰度均值曲线； 

图4是两片CCD之间能量损失区域的能量分布示意图； 

图5是相邻两片间的有效重叠区域示意图。 

具体实施方式

一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法，具体处理流程如图1所示： 

1、计算实验室定标图像的有效灰度均值 

如图2所示，光学相机一共有三片线阵CCD1、CCD2与CCD3组成，相邻两片之间通过全反射式光学拼接方法达到重叠的目的。全反射式光学拼接相机由于全反射膜的存在，使会聚光被遮挡，有部分会聚光照不到拼接边缘处的探测器，而且光的强度会随着远离边缘将加强恢复到正常值。CCD1与CCD3接收到的是透射光，而CCD2接收到的是反射光，在CCD1与CCD2之间以及CCD3与CCD2之间形成能量损失区域，能量损失区域宽度为W，相机研制完成后W的值基本确定。 

卫星发射前在实验室通过调整积分球定标灯的辐亮度等级，获得全反射式光学相机在某增益、某积分级数下的定标图像数据，其中，定标灯辐亮度等级为L级，每级辐亮度定标灯情况下采集到一幅定标图像，共得到L幅定标图像，根据经验一般要求定标图像幅数为正整数且L≥4。 

不考虑每幅定标图像中能量损失区域的灰度信息，将舍弃能量损失区域的其它部分的数据称为有效数据。对于L幅定标图像，依次计算每幅定标图 像中每片CCD有效区域的灰度均值，所述有效区域是指除能量损失区域之外的正常区域；所述能量损失区域是指光学全反射式拼接相机在相邻两片CCD搭接附近，由于全反射膜的存在而导致的光线遮挡区域。 

图3(a)是由三片光学拼接相机某积分级数和增益下所生成的实验室定标图像，每片CCD的长度为3072个探测器，定标图像高度为1024个像素；图3(b)是对应的列灰度均值曲线，可以看出，相邻两片之间存在明显的能量损失区域，该区域的宽度W为230个像素，而相邻两片CCD重叠区域长度为196个像素，如图4所示，器件上接近全部光能区有17个像元没有重叠，因此，没有能量可以补偿。 

1.2、计算定标图像能量损失区域每列的第一次能量补偿系数 

每相邻两片之间共有W个探测器存在能量损失，需要对这些探测器分别计算能量补偿系数，基于n次多项式从左到右依次拟合能量损失区域每个探测器的补偿系数。 

(1)计算能量损失区域每个探测器的列均值 

计算每级辐亮度定标图像中能量损失区域探测器的列均值，对于能量损失区域的第i个探测器，i为正整数且1≤i≤W，W是能量损失区域的列数，DN_i1、DN_i2、...、DN_iL分别为L幅定标图像中能量损失区域中第i列的灰度均值。 

(2)拟合每个探测器的能量补偿系数，称之为第一次能量补偿系数 

对于能量损失区域的第i个探测器，将定标图像的有效灰度均值作为该探测器的期望输出值。以CCD1为例，设定DN_i1、DN_i2、...、DN_iL分别为L幅定标图像CCD1中能量损失区域中第i列的灰度均值，Mean₁、Mean₂、...、Mean_L分别为L幅定标图像CCD1中的有效灰度均值。计算定标图像能量损失区域每列的能量补偿系数计算如下： 

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{Mean}}_1=a_i\×{\mathrm{DN}}_{i1}^3+b_i\×{\mathrm{DN}}_{i1}^2+c_i\×{\mathrm{DN}}_{i1}+d_i\\ {\mathrm{Mean}}_2=a_i\×{\mathrm{DN}}_{i2}^3+b_i\×{\mathrm{DN}}_{i2}^2+c_i\×{\mathrm{DN}}_{i2}+d_i\\ ......\\ {\mathrm{Mean}}_L=a_i\×{\mathrm{DN}}_{\mathrm{iL}}^3+b_i\×{\mathrm{DN}}_{\mathrm{iL}}^2+c_i\×{\mathrm{DN}}_{\mathrm{iL}}+d_i\end{array}\right.$

式中，a_i、b_i、c_i、d_i为能量损失区域第i列的能量补偿系数，i为正整数且1≤i≤W，W是能量损失区域的列数。 

表1是在某增益和积分级数下定标图像中能量损失区域的探测器3149、3170与3189，通过一次与三次多项式拟合得到拟合系数，并将拟合系数反作用于该三个探测器得到恢复后的每列均值，以及拟合后的均方根误差。结果表明，三次多项式均方根误差明显优于一次多项式，本发明采用三次多项式拟合能量损失区域的抬升系数。 

表1CCD1中能量损失区域一次抬升系数实例 

(3)CCD的片号加1，重复步骤(1)和(2)，直到CCD1、CCD2、CCD3中能量损失区域的探测器都处理完毕，得到所有能量损失区域的能量补偿系数。 

2、计算能量损失区域的第二次能量补偿系数 

基于实验室定标数据能够基本上将能量损失区域抬升到正常状态，但是卫星发射前与发射后其相机状态将发生改变，往往会导致实验室定标数据未能有效抬升能量损失区域的能量，基于实验室定标数据的能量补偿系数往往对卫星发射后的相机状态不完全适应，即能量损失区域未能有效抬升。本发明提出统计大量在轨数据，建立能量损失区域部分探测器的二次补偿系数。 

2.1、选取大量在轨影像数据 

本发明是在统计大量在轨影像数据的基础上进行的，根据经验知识数据量一般要求覆盖二十轨以上，这些数据的选取原则一般要求：数据应在全球范围内选取，多轨成像数据应该在相机相同增益与积分级数下拍摄，尽量兼顾南北半球，每轨的云量应少于30％，所选取的图像应尽量覆盖各种地物类型，包括海洋、城市、沙漠、植被等，以保证每个探测器能对所有的地物类型进行成像。 

利用第一次能量补偿系数，对所选取的大量在轨影像数据中的能量损失区域进行校正，得到校正后的第一次能量补偿图像。 

2.2、统计能量损失区域附近正常区域的直方图 

在能量损失区域所在的CCD相机图像中选取能量损失区域相邻的正常区域，区域宽度范围M一般在20～100列之间，DN值选取范围为0～1023，本发明方法选择三十轨图像数据、区域宽度为50列。如图4所示，从A1探测器往左到D1探测器共50列的正常区域，建立该区域的三十轨图像数据的直方图，称为能量补偿期望直方图。 

2.3、统计第一次能量补偿图像能量损失区域的每列直方图 

统计所述第一次能量补偿图像中的能量损失区域，分别建立能量损失区域每列图像的直方图，称为每列能量补偿原始直方图。 

2.4、基于直方图匹配方法建立能量损失区域每列补偿系数 

对所述每列能量补偿原始直方图与能量补偿期望直方图进行匹配，建立第一次能量补偿图像中每列图像的直方图查找表。 

按照总灰度级数将直方图查找表分成低、中、高三段，对于总灰度级数为1024的图像，原始直方图中灰度值在0～300区间内的设定为低段，灰度值在300～800区间内的设定为中段，灰度值在800～1023区间内的设定为高段，利用最小二乘法分别拟合三段区间的线性补偿系数，称之为第二次能量补偿系数。 

总灰度级数即相机的量化级数。 

2.5、重复步骤2.3与步骤2.4，直到所有的能量损失区域探测器都处理完毕，得到每个探测器的第二次能量补偿系数。 

2.6、利用第二次能量补偿系数对第一次能量补偿图像的能量损失区域进行校正，得到校正后的第二次能量补偿图像。 

3、基于重叠区域自适应消除片间色差 

由于各片CCD参数调整以及响应差异等问题，往往会引起相邻两片CCD图像之间存在色差。 

所述重叠区域是指相邻两片CCD能拍到同一场景的搭接区域；所述自适应是指根据重叠区域灰度差值大小自动选择色差消除方法。 

3.1、选取有效重叠区域 

首先选取校正后的第二次能量补偿图像中靠近重叠区域的中间区域作为有效重叠区域，有效重叠区域宽度取决于全反射光学拼接相机重叠区域的设计宽度。 

如图5所示，CCD1与CCD2之间的重叠区域在图像CCD1中表示为A，在图像CCD2中表示为B；CCD3与CCD4之间的重叠区域在图像CCD3中表示为C，在图像CCD4中表示为D。与以往不同的是，全反射光学相机能量损失区域是一个能量渐渐下降的区域，直到降到接近零值，在能量下降比较严重的区域由于信噪比太低导致能量很难恢复。如图4中越靠近C1和C2处，即使通过上述步骤的两次能量补偿之后能量有所补偿，但往往加大了噪声，所恢复的信息也无法应用，例如图5中靠近A区域右边、B区域左边的 补偿信息不能够利用。因此，选择重叠区域靠近A和B的中间部分，宽度在十几～几十个像元即可，视全反射光学拼接系统重叠区域的设计宽度决定，如图5中的区域1与区域2、区域3与区域4作为有效重叠区域。 

3.2、有效重叠区域的灰度信息统计 

统计相邻两片有效重叠区域的直方图，计算每个有效重叠区域灰度级数、灰度均值等，三片CCD中有两对有效重叠区域共四个区域的灰度级数分别为N1、N2、N3、N4，灰度均值分别为Mean_1R、Mean_2L、Mean_2R、Mean_3L，判断如下条件是否满足： 

(1)计算相邻两片有效重叠区域的灰度均值，CCD2与CCD1有效重叠区域的灰度均值差值表示为Δ₂₁，CCD2与CCD3有效重叠区域的灰度均值的差值表示为Δ₂₃。对比相邻两个单片CCD图像重叠区域的灰度平均值差值的绝对值，若|Δ₂₁|≥δ或|Δ₂₃|≥δ则CCD1与CCD2之间或CCD2与CCD3之间需要色差消除，根据经验值，δ一般取值为1～2个DN值。 

若本条件满足，则转至判断下述条件；否则不需要色差消除处理。 

(2)若N1与N2中的任一值不大于总灰度级数的40％～50％，则转至步骤3.3利用直方图匹配方法消除色差，否则转至步骤3.4利用灰度差值方式消除色差。 

(3)同理，若N3与N4中的任一值不大于总灰度级数的40％～50％，则转至步骤3.3利用直方图匹配方法消除色差，否则转至步骤3.4利用灰度差值方式消除色差。 

3.3、直方图匹配方法消除片间色差 

统计所述基准图像中对应的有效重叠区域的直方图，作为色差消除期望直方图，统计色差待去除图像中对应的有效重叠区域的直方图，作为色差消除原始直方图；分别建立所述色差消除原始直方图与色差消除期望直方图的映射关系，得到色差消除映射查找表，并将所述映射查找表作用于色差待去除图像消除两片间的色差。 

(1)以第2片CCD图像为基准，统计期望直方图 

全反射拼接相机存在重叠区域大小固定，如图4所示，选取P探测器两侧各N列构造部分重叠区域，作为建立直方图的区域，确保该部分重叠区域没有能量损失。统计第2片图像中CCD2与CCD1重叠区域范围的直方图，作为期望直方图1；统计第2片图像中CCD2与CCD3重叠区域范围的直方图，作为期望直方图2。 

(2)统计相邻CCD图像中的重叠区域的直方图 

统计第1片图像中CCD1与CCD2重叠区域范围的直方图，以及第3片图像中CCD3与CCD2重叠区域范围的直方图，分别作为原始直方图1和原始直方图2。 

(3)分别建立原始直方图1与期望直方图，以及原始直方图2与期望直方图的映射关系，得到片间色差消除的映射查找表。 

3.4、将有效重叠区域的均值差值Δ₂₁与Δ₂₃分别加到CCD1图像与CCD3图像，起到补偿片间色差的作用。 

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。 

Claims (8)

1.一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法，其特征在于实现步骤如下：

(1)计算实验室定标图像的有效灰度均值；

卫星发射前在实验室通过调整积分球定标灯的辐亮度等级，获得全反射式光学相机在某增益、某积分级数下的L幅定标图像；L为正整数；

计算L幅定标图像中每片CCD有效区域的灰度均值，称为有效灰度均值，有效灰度均值作为该片CCD的输出期望值；所述有效区域是指除能量损失区域之外的正常区域；所述能量损失区域是指光学全反射式拼接相机在相邻两片CCD搭接附近，由于全反射膜的存在而导致的光线遮挡区域；

(2)计算定标图像能量损失区域每列的第一次能量补偿系数；

所述计算定标图像能量损失区域每列的第一次能量补偿系数计算如下：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{Mean}}_1=a_i\×{\mathrm{DN}}_{i1}^3+b_i\×{\mathrm{DN}}_{i1}^2+c_i\×{\mathrm{DN}}_{i1}+d_i\\ {\mathrm{Mean}}_2=a_i\×{\mathrm{DN}}_{i2}^3+b_i\×{\mathrm{DN}}_{i2}^2+c_i\×{\mathrm{DN}}_{i2}+d_i\\ ......\\ {\mathrm{Mean}}_L=a_i\×{\mathrm{DN}}_{\mathrm{iL}}^3+b_i\×{\mathrm{DN}}_{\mathrm{iL}}^2+c_i\×{\mathrm{DN}}_{\mathrm{iL}}+d_i\end{array}\right.$

式中，a_i、b_i、c_i、d_i为能量损失区域第i列的能量补偿系数，i为正整数且1≤i≤W，W是能量损失区域的列数；DN_i1、DN_i2、...、DN_iL分别为L幅定标图像中能量损失区域中第i列的灰度均值；Mean₁、Mean₂、...、Mean_L分别为L幅定标图像的有效灰度均值；

(3)计算能量损失区域的第二次能量补偿系数；

卫星在轨运行后，利用第一次能量补偿系数对大量在轨影像数据中的能量损失区域进行校正，得到校正后的第一次能量补偿图像；

统计所述第一次能量补偿图像中的能量损失区域，分别建立能量损失区域每列图像的直方图，称为每列能量补偿原始直方图；

统计能量损失区域附近正常区域宽度的数据并建立直方图，称为能量补偿期望直方图；

对所述每列能量补偿原始直方图与能量补偿期望直方图进行匹配，建立第一次能量补偿图像中每列图像的直方图查找表，分段线性拟合直方图查找表并计算第二次能量补偿系数；利用第二次能量补偿系数对第一次能量补偿图像进行校正，得到校正后的第二次能量补偿图像；

(4)基于重叠区域自适应消除片间色差；

所述重叠区域是指相邻两片CCD能拍到同一场景的搭接区域；所述自适应是指根据重叠区域灰度差值大小自动选择色差消除方法；

首先选取校正后的第二次能量补偿图像中靠近重叠区域的中间区域作为有效重叠区域，有效重叠区域宽度取决于全反射光学拼接相机重叠区域的设计宽度；然后选取相邻两片中的某一片图像为基准图像，另一片图像作为色差待去除图像，计算所述相邻两片有效重叠区域的灰度均值的差值，若所述灰度均值差值的绝对值不小于所设定域值δ，则需要色差消除，否则不需要色差消除处理；所述色差消除方法如下：统计有效重叠区域的灰度级数，若所述有效重叠区域的灰度级数不小于总灰度级数的40％～50％，则利用直方图匹配方法消除色差，否则利用灰度差值方法消除色差；所述总灰度级数即相机的量化级数。

2.根据权利要求1所述的一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法，其特征在于：所述步骤(1)中的L≥4。

3.根据权利要求1所述的一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法，其特征在于：所述步骤(3)中的大量在轨影像数据是指二十轨以上的影像数据。

4.根据权利要求1所述的一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法，其特征在于：所述步骤(3)所述正常区域宽度范围为20～100列。

5.根据权利要求1所述的一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法，其特征在于：所述步骤(3)所述分段线性拟合直方图查找表并计算第二次能量补偿系数实现如下：

按照总灰度级数将直方图查找表分成低、中、高三段，对于总灰度级数为1024的图像，原始直方图中灰度值在0～300区间内的设定为低段，灰度值在300～800区间内的设定为中段，灰度值在800～1023区间内的设定为高段，利用最小二乘法分别拟合三段区间的线性补偿系数，称之为第二次能量补偿系数。

6.根据权利要求1所述的一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法，其特征在于：所述步骤(4)所述直方图匹配方法消除色差，实现如下：

统计所述基准图像中对应的有效重叠区域的直方图，作为色差消除期望直方图，统计色差待去除图像中对应的有效重叠区域的直方图，作为色差消除原始直方图；分别建立所述色差消除原始直方图与色差消除期望直方图的映射关系，得到色差消除映射查找表，并将所述映射查找表作用于色差待去除图像消除两片间的色差。

7.根据权利要求1所述的一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法，其特征在于：所述步骤(4)所述灰度差值方法消除色差实现是：将有效重叠区域的均值差值作用到色差待去除图像，用于消除两片间的色差。

8.根据权利要求1所述的一种全反射光学拼接相机的能量补偿与色差消除方法，其特征在于：所述步骤(4)中的δ取值为1～2个DN值。

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