CN111047628A - 夜间灯光卫星影像的配准方法及配准装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种夜间灯光卫星影像的配准方法及装置，其中，该方法包括：获取卫星在夜间拍摄的第一灯光影像和第二灯光影像；基于第一灯光影像信息建立第一矩阵，基于第二灯光影像信息建立第二矩阵；确定第二矩阵相对于第一矩阵的最大行偏移量和最大列偏移量；根据第二矩阵在行向上的每个行偏移量以及在列向上的每个列偏移量的组合建立第三矩阵；计算第二矩阵移动该组合后与第一矩阵之间的距离；筛选出距离的最小值并以其对应的行偏移量和列偏移量的组合作为第二灯光影像的目标偏移量；基于目标偏移量调整第二灯光影像中各第二像元的亮度信息。本申请提供的配准方法能够实现两幅夜间灯光卫星影像在空间上的精确匹配。

Description

夜间灯光卫星影像的配准方法及配准装置

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，具体涉及一种夜间灯光卫星影像的配准方法及配准装置。

背景技术

在遥感应用研究中,夜间灯光遥感作为发展活跃的一个重要分支,近年来受到越来越多来自自然科学领域和社会经济领域的关注。与传统的光学遥感卫星获取地物辐射信息不同,夜间灯光遥感是获取夜间无云条件下地表发射的可见光-近红外电磁波信息。相比于普通的遥感卫星影像,夜间灯光遥感所使用的夜间灯光影像记录的地表灯光强度信息更直接反映人类活动差异,因而被广泛应用于城市扩张、人口分布、社会经济指标提取、生态环境评估等领域。国外的DMSP/OLS(Defense Meteorological Satellite Program’sOperational Linescan System，由美国军事气象卫星搭载的线性扫描业务系统拍摄的夜光遥感影像数据)和VIIRS/DNB(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite Day/Night Band，由可见光红外成像辐射仪在白天/夜晚波段提供的夜光遥感影像数据)是两种应用最广泛的夜间灯光卫星影像，影像分辨率分别为1km和740m。2018年6月2日，由我国武汉大学团队与相关机构共同研发制作的“珞珈一号”成功发射升空。“珞珈一号”是全球首颗专业夜光遥感卫星，影像分辨率达到130m。珞珈一号卫星影像无控定位精度优于700m，可满足大部分应用，但在检测两幅影像的灯光变化时，为了充分发挥其高分辨率的优势，需要进行精确的配准。

目前影像配准的方法主要是通过控制点进行配准。具体方法为在两幅影像中选择相同位置的标志点，如道路交口、标志建筑等，在两幅影像中各选择一定数量的标志点之后，通过平移或几何变换将两幅影像匹配到一起。这种配准方法已经成熟应用于各类影像的配准，夜间灯光影像也主要采用这种方法进行配准。

但对于珞珈一号夜间灯光影像来说，这种配准方法存在两点不足。首先，夜间灯光影像不同于可见光影像，其拍摄的地物灯光存在溢出现象，地物在影像上并无清晰的边界，很难找到精确的配准点；其次，不同时期拍摄的两幅影像中，相同地物的灯光亮度经常是变化的，这进一步增加了挑选配准点的难度。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种夜间灯光卫星影像的配准方法，能够实现两幅夜间灯光卫星影像在空间上的精确匹配。

本申请具体采用如下技术方案：

一种夜间灯光卫星影像的配准方法，所述方法的执行主体为计算机设备，包括：

获取卫星在夜间拍摄的第一灯光影像和第二灯光影像，所述第一灯光影像和所述第二灯光影像的对应拍摄时间相隔至少一个周期且所述第一灯光影像和所述第二灯光影像中均包含同一地标区域；

根据所述第一灯光影像中各第一像元的位置信息和亮度信息建立第一矩阵，根据所述第二灯光影像中各第二像元的位置信息和亮度信息建立第二矩阵；

根据所述第二灯光影像相对于所述第一灯光影像的最大可能偏移像元数确定所述第二矩阵相对于所述第一矩阵的最大行偏移量和最大列偏移量；

根据所述第二矩阵在行向上不大于所述最大行偏移量的每个行偏移量以及在列向上不大于所述最大列偏移量的每个列偏移量的组合，建立第三矩阵；

对于所述第三矩阵中的每组所述行偏移量和列偏移量的组合，计算所述第二矩阵移动该组合对应的行偏移量和列偏移量后与所述第一矩阵之间的距离；

筛选出所述距离的最小值并以其对应的行偏移量和列偏移量的组合作为目标偏移量；

将所述第二灯光影像中各第二像元的亮度信息替换为该第二像元在所述第二矩阵中对应的元素移动所述目标偏移量后对应的目标元素。

可选地，所述第一灯光影像为基准影像，所述第二灯光影像为待配准影像。

可选地，所述根据所述第一灯光影像中各第一像元的位置信息和亮度信息建立第一矩阵包括：

获取所述第一灯光影像中每个第一像元的亮度信息及其在所述第一灯光影像中的位置信息；

根据所述第一像元在所述第一灯光影像中的位置信息，建立所述第一矩阵，所述第一矩阵中的元素为所述第一像元的亮度信息；

所述根据所述第二灯光影像中各第二像元的位置信息和亮度信息建立第二矩阵，并提取设定数量的第二像元包括：

获取所述第二灯光影像中每个第二像元的亮度信息及其在所述第二灯光影像中的位置信息；

根据所述第二像元在所述第二灯光影像中的位置信息，建立所述第二矩阵，所述第二矩阵中的元素为所述第二像元的亮度信息。

可选地，所述方法还包括：

按照所述亮度信息从大到小的顺序依次确定所述第一灯光影像中设定数量的第一像元作为第一有效像元，在所述第一矩阵中保留所述第一有效像元的亮度信息，并将除所述第一有效像元之外的其他第一像元的亮度信息调整为初始值；

按照所述亮度信息从大到小的顺序依次确定所述第二灯光影像中设定数量的第二像元作为第二有效像元，在所述第二矩阵中保留所述第二有效像元的亮度信息，并将除所述第二有效像元之外的其他第二像元的亮度信息调整为初始值。

可选地，所述根据所述第二灯光影像相对于所述第一灯光影像的最大可能偏移像元数确定所述第二矩阵相对于所述第一矩阵的最大行偏移量和最大列偏移量包括：

测量所述第二灯光影像上任一目标位置相对于所述第一灯光影像上的同一目标位置的最大可能行偏移像元数和最大可能列偏移像元数；

根据所述最大可能行偏移像元数和所述最大可能列偏移像元数确定所述第二矩阵的最大行偏移量和最大列偏移量，其中，所述最大行偏移量不小于所述最大可能行偏移像元数，所述最大列偏移量不小于所述最大可能列偏移像元数。

可选地，所述根据所述第二矩阵在行向上不大于所述最大行偏移量的每个行偏移量以及在列向上不大于所述最大列偏移量的每个列偏移量的组合，建立第三矩阵包括：

提取从第一行向最大行偏移量到第二行向最大行偏移量的每个行偏移量；

提取从第一列向最大列偏移量到第二列向最大列偏移量的每个列偏移量；

建立第三矩阵，所述第三矩阵中的元素为所述每个行偏移量和所述每个列偏移量的组合。

可选地，根据如下关系式计算移动后的第二矩阵与所述第一矩阵之间的距离：

其中，(m,n)为所述第三矩阵中行偏移量和列偏移量的组合，m为所述第二矩阵中每个元素的行偏移量，m∈[-M,M]，M为最大行偏移量；n为所述第二矩阵中每个元素的列偏移量，n∈[-N,N]，N为最大列偏移量；Cell₁(i,j)为所述第一矩阵的第i行第j列的亮度信息；Cell₂(i+m,j+n)为所述第二矩阵的第(i+m)行第(j+n)列的亮度信息；L为所述第一矩阵的行数；C为所述第一矩阵的列数。

可选地，所述将所述第二灯光影像中各第二像元的亮度信息替换为该第二像元移动所述目标偏移量后对应的目标第二像元的目标亮度信息包括：

根据如下公式调整所述第二矩阵的亮度信息：

Cell₂(i,j)＝Cell₂(i-x,j-y)

其中，Cell₂(i,j)为调整后的第二矩阵的第i行第j列的亮度信息，Cell₂(i-x,j-y)为调整前的第二矩阵的第(i-x)行第(j-y)列的亮度信息；

基于调整后的第二矩阵的亮度信息和位置信息生成配准后的第二灯光影像。

本申请还提供了一种夜间灯光卫星影像的配准装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取卫星在夜间拍摄的第一灯光影像和第二灯光影像，所述第一灯光影像和所述第二灯光影像的对应拍摄时间相隔至少一个周期且所述第一灯光影像和所述第二灯光影像中均包含同一地标区域；

转换模块，用于根据所述第一灯光影像中各第一像元的位置信息和亮度信息建立第一矩阵，根据所述第二灯光影像中各第二像元的位置信息和亮度信息建立第二矩阵；

确定模块，用于根据所述第二灯光影像相对于所述第一灯光影像的最大可能偏移像元数确定所述第二矩阵相对于所述第一矩阵的最大行偏移量和最大列偏移量；

所述转换模块，还用于根据所述第二矩阵在行向上不大于所述最大行偏移量的每个行偏移量以及在列向上不大于所述最大列偏移量的每个列偏移量的组合，建立第三矩阵；

计算模块，用于对于所述第三矩阵中的每组所述行偏移量和列偏移量的组合，计算所述第二矩阵移动该组合对应的行偏移量和列偏移量后与所述第一矩阵之间的距离；

所述确定模块，还用于筛选出所述距离的最小值并以其对应的行偏移量和列偏移量的组合作为目标偏移量；

调整模块，用于将所述第二灯光影像中各第二像元的亮度信息替换为该第二像元在所述第二矩阵中对应的元素移动所述目标偏移量后对应的目标元素。

可选地，所述装置还包括挑选模块，用于：

按照所述亮度信息从大到小的顺序依次确定所述第一灯光影像中设定数量的第一像元作为第一有效像元，在所述第一矩阵中保留所述第一有效像元的亮度信息，并将除所述第一有效像元之外的其他第一像元的亮度信息调整为初始值；

按照所述亮度信息从大到小的顺序依次确定所述第二灯光影像中设定数量的第二像元作为第二有效像元，在所述第二矩阵中保留所述第二有效像元的亮度信息，并将除所述第二有效像元之外的其他第二像元的亮度信息调整为初始值。

本申请提供的夜间灯光卫星影像的配准方法及装置，基于第一灯光影像和第二灯光影像的位置信息和亮度信息分别建立第一矩阵和第二矩阵，随后逐像元地移动第二矩阵，并计算其每次移动后与第一矩阵之间的距离，根据距离最小值确认目标偏移量，并基于该目标偏移量移动第二矩阵，进而对第二灯光影像中的各第二像元的亮度信息进行调整，实现了第二灯光影像的全部第二像元或全部第二有效像元参与影像的配准，减小了挑选配准点的难度，提高了影像的配准精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种夜间灯光卫星影像的配准方法的流程图；

图2是本申请实施例提供的另一种夜间灯光卫星影像的配准方法的流程图；

图3是本申请实施例提供的一种夜间灯光卫星影像的配准装置的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的另一种夜间灯光卫星影像的配准装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

本申请实施例提供了一种夜间灯光卫星影像的配准方法，该方法的执行主体为可以为计算机设备，该计算机设备可以为终端、服务器、处理器或者具备数据处理功能的任一处理模块。

本申请的各实施例中涉及的夜间灯光卫星影像、第一灯光影像、第二灯光影像等影像均为卫星拍摄的基于夜间灯光的遥感影像图。

在本申请的各实施例中，位置信息包括但不限于对应像元在影像中的坐标信息，亮度信息包括但不限于对应像元的灰度值和辐射亮度值。在本申请下述的同一实施例中，不同灯光影像的位置信息为同一类型，如均为坐标信息；不同灯光影像的亮度信息也为同一类型，如均为辐射亮度值。

如图1所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤101、获取卫星在夜间拍摄的第一灯光影像和第二灯光影像，该第一灯光影像和该第二灯光影像的对应拍摄时间相隔至少一个周期且该第一灯光影像和该第二灯光影像中均包含同一地标区域；

步骤102、根据该第一灯光影像中各第一像元的位置信息和亮度信息建立第一矩阵，根据该第二灯光影像中各第二像元的位置信息和亮度信息建立第二矩阵；

步骤103、根据该第二灯光影像相对于该第一灯光影像的最大可能偏移像元数确定该第二矩阵相对于该第一矩阵的最大行偏移量和最大列偏移量；

步骤104、根据该第二矩阵在行向上不大于该最大行偏移量的每个行偏移量以及在列向上不大于该最大列偏移量的每个列偏移量的组合，建立第三矩阵；

步骤105、对于该第三矩阵中的每组该行偏移量和列偏移量的组合，计算该第二矩阵移动该组合对应的行偏移量和列偏移量后与该第一矩阵之间的距离；

步骤106、筛选出该距离的最小值并以其对应的行偏移量和列偏移量的组合作为目标偏移量；

步骤107、将该第二灯光影像中各第二像元的亮度信息替换为该第二像元在该第二矩阵中对应的元素移动该目标偏移量后对应的目标元素。

综上所述，本申请实施例提供的夜间灯光卫星影像的配准方法，基于第一灯光影像和第二灯光影像的位置信息和亮度信息分别建立第一矩阵和第二矩阵，随后逐像元地移动第二矩阵，并计算每次移动后其与第一矩阵之间的距离，根据距离最小值确认目标偏移量，并基于该目标偏移量移动第二矩阵，进而对第二灯光影像中的各第二像元的亮度信息进行调整。本申请实施例提供的夜间灯光卫星影像的配准方法实现了第二灯光影像的全部第二像元或全部第二有效像元参与影像的配准，减小了挑选配准点的难度，提高了影像的配准精确度。

图2是本申请实施例提供的另一种夜间灯光卫星影像的配准方法的方法流程图，该配准方法可以由计算机设备执行，该计算机设备可以为终端、服务器、处理器或者具备数据处理功能的任一处理模块。本申请实施例以终端作为执行主体为例，对该方法进行详细的描述，如图2所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤201、获取卫星在夜间拍摄的第一灯光影像和第二灯光影像，该第一灯光影像和该第二灯光影像的对应拍摄时间相隔至少一个周期且该第一灯光影像和该第二灯光影像中均包含同一地标区域。

夜间灯光卫星影像由于成像的传感器不同、传感器拍摄时的时间相位、影像的光谱波段和分辨率也会不同，以及相机安装时会存在误差且各谱段间镜头存在光学畸变，从而会引起谱段偏差，需要进行配准处理。在本实施例中，终端可以获取由卫星在不同时间周期的同一时段拍摄的包含同一地标区域的至少两幅夜间灯光卫星影像。需要注意的是，本申请各实施例中的夜间灯光卫星影像实际上是卫星拍摄的灯光影像的灰度图。本申请中的该时间周期可以为年、月、日、小时、分钟、秒等时间单位，例如，第一灯光影像和第二灯光影像中均包含中国北京市中央电视台总部大楼，且第一灯光影像的获取时间为北京时间2018年1月1日21:00，第二灯光影像的获取时间为北京时间2018年1月20日21:00。

在本申请的其他实施例中，具体实施时，可以根据具体情况选择拍摄时间相隔至少一个周期且包含同一地标区域的多幅灯光影像，将多幅灯光影像进行配准。在本实施例中，仅以获取两幅灯光影像为例，即获取本申请中的第一灯光影像和第二灯光影像为例，说明如何将第一灯光影像和第二灯光影像进行具体的配准处理。对于其他数量的多幅灯光影像的配准，例如，3幅灯光影像的配准，或者100幅灯光影像的配准，本申请实施例提供的配准方法同样适用，具体可以参照对两幅灯光影像进行配准处理的过程进行相应的配准处理。对于除两幅灯光影像以外其他数量的灯光影像进行的配准处理，本申请实施例在此不再赘述。

在实施本申请提供的配准方法的过程中，在对两幅灯光影像进行配准时，将第一灯光影像作为基准影像，将第二灯光影像作为待配准影像，进行具体的配准处理。当然，也可以将第二灯光影像作为基准影像，将第一灯光影像作为待配准影像，并调整相应的处理过程进行具体的配准处理。在本实施例中，仅以第一灯光影像为基准影像，以第二灯光影像为待配准影像为例。

步骤202、获取第一灯光影像中每个第一像元的亮度信息及其在第一灯光影像中的位置信息。

在相关技术中，影像配准的方法主要是在两幅影像中各选取一定数量的标志点进行配准，但是对于灯光影像来说，其拍摄的地物灯光存在溢出现象，地物在影像上并无清晰的边界，很难找到精确的配准点，且不同时期拍摄的两幅影像中，相同地物的灯光亮度经常是变化的，这进一步增加了挑选配准点的难度。因此，在本实施例中，不再挑选两幅影像中的相同地物作为配准点。

在本实施例中，终端调用图像数据获取函数，获取第一灯光影像中每个第一像元的亮度信息和位置信息。可选地，位置信息为该第一像元在第一灯光影像中的坐标。

在本申请的另一实施例中，终端也可以调用图像选择函数获取第一灯光影像的设定区域的全部第一像元的亮度信息，设定区域可以为面积占比为第一灯光影像的80％的影像区域或面积占比为其他数值的影像区域，在设定区域中包括与第二灯光影像相同的地标区域。

在本申请的其他实施例中，终端也可以调用图像选择函数获取第一灯光影像中包含的与第二灯光影像相同的地标区域的全部第一像元的亮度信息或该地标区域的设定区域的第一像元的亮度信息，设定区域可以为面积占比为该地标区域的80％的影像区域或面积占比为其他数值的影像区域。

示例性地，第一灯光影像的分辨率为3264*2448像元，终端调用图像选择函数，选择第一灯光影像中75％的面积作为第一配准区域(为方便下文中的描述，假设第一配准区域与第一灯光影像的中心点重合)，其中，第一配准区域位于第一灯光影像的中心位置且包括与第二灯光影像相同的地标区域，该第一配准区域的分辨率为2448*1836像元。进而，终端调用图像数据获取函数，读取第一配准区域中各第一像元的亮度信息和坐标。

步骤203、根据该第一像元在第一灯光影像中的位置信息，建立第一矩阵，第一矩阵中的元素为该第一像元的亮度信息。

示例性地，对于上述分辨率为2448*1836像元的第一配准区域，基于各第一像元的坐标，以各第一像元的亮度信息为元素建立第一矩阵，第一矩阵包括2448*1836＝4494528个元素，即4494528个第一像元的亮度信息，每个亮度信息按照其对应的第一像元在第一灯光影像中的坐标排列。

步骤204、获取第二灯光影像中每个第二像元的亮度信息及其在第二灯光影像中的位置信息。

对应地，在本实施例中，终端调用图像数据获取函数，获取第二灯光影像中每个第二像元的亮度信息和位置信息。可选地，位置信息为该第二像元在第二灯光影像中的坐标。

在本申请的另一实施例中，终端也可以调用图像选择函数获取第二灯光影像的设定区域的全部第二像元的亮度信息，该设定区域与第一灯光影像中的设定区域相对应。

在本申请的其他实施例中，终端也可以调用图像选择函数获取第二灯光影像中包含的与第一灯光影像相同的地标区域的全部第二像元的亮度信息或该地标区域的设定区域的第二像元的亮度信息，该设定区域与第一灯光影像中的设定区域相对应。

示例性地，第二灯光影像的分辨率为3264*2448像元，终端调用图像选择函数，选择第二灯光影像中75％的面积作为第二配准区域(为方便下文中的描述，假设第二配准区域与第二灯光影像的中心点重合)，其中，第二配准区域与上述第一配准区域相对应，该第二配准区域的分辨率为2448*1836像元。进而，终端调用图像数据获取函数，读取第二配准区域中各第二像元的亮度信息和坐标。

步骤205、根据该第二像元在第二灯光影像中的位置信息，建立第二矩阵，第二矩阵中的元素为该第二像元的亮度信息。

示例性地，对于上述分辨率为2448*1836像元的第二配准区域，基于各第二像元的坐标，以各第二像元的亮度信息为元素建立第二矩阵，第二矩阵包括2448*1836＝4494528个元素，即4494528个第二像元的亮度信息，每个亮度信息按照其对应的第二像元在第二灯光影像中的坐标排列。

在本申请中，步骤202-203和步骤204-205可以同步进行，也可以先进行步骤204-205，再进行步骤202-203。其中，步骤202和步骤204可以同步进行，也可以先进行步骤204，再进行步骤202；步骤203和205可以同步进行，也可以先进行步骤205，再进行步骤203。

步骤206、按照亮度信息从大到小的顺序依次确定第一灯光影像中设定数量的第一像元作为第一有效像元，在第一矩阵中保留该第一有效像元的亮度信息，并将第一矩阵中除该第一有效像元之外的其他第一像元的亮度信息调整为初始值。

为了减小处理器的处理压力，在本实施例中，在第一灯光影像中选取设定数量的第一有效像元作为配准点。其中，设定数量为终端预设的经验值，也可由操作人员根据具体情况进行调整。设定数量一般为第一灯光影像中的第一像元总数的50％，对应地，第一有效像元为亮度信息从大到小排在前50％的第一像元。当然，设定数量也可以为其他数量，如第一像元总数的40％，或者第一像元总数的60％等。对于第一灯光影像中不是第一有效像元的其他第一像元，调整其在第一矩阵中的亮度信息为初始值。该初始值为终端预设的经验值，也可由操作人员根据具体情况进行调整。初始值一般设为0。

示例性地，对于上述分辨率为2448*1836像元的第一配准区域，将该区域中的所有第一像元的亮度信息按照从大到小的顺序排列，将亮度信息排在前50％的第一像元作为第一有效像元，即亮度信息排名在第1～2247264位的第一像元作为第一有效像元，并保持其在第一矩阵中对应的元素(即亮度信息)不变。对于亮度信息排名在第2247265～4494528位的第一像元，将其在第一矩阵中对应的元素(即亮度信息)调整为0，即在第一矩阵中，有一半的元素为0。

步骤207、按照亮度信息从大到小的顺序依次确定第二灯光影像中设定数量的第二像元作为第二有效像元，在第二矩阵中保留该第二有效像元的亮度信息，并将第二矩阵中除该第二有效像元之外的其他第二像元的亮度信息调整为初始值。

采用和步骤206中同样的方法，在第二灯光影像中选取设定数量的第二有效像元作为配准点。其中，选取的第二有效像元的数量与选取的第一有效像元的数量相等。对于第二灯光影像中不是第二有效像元的其他第二像元，调整其在第一矩阵中的亮度信息为初始值。该初始值与第一灯光影像中不是第一有效像元的其他第一像元的初始值相同。

示例性地，对于上述分辨率为2448*1836像元的第二配准区域，将该区域中的所有第二像元的亮度信息按照从大到小的顺序排列，将亮度信息排在前50％的第二像元作为第二有效像元，即亮度信息排名在第1～2247264位的第二像元作为第二有效像元，并保持其在第二矩阵中对应的元素(即亮度信息)不变。对于亮度信息排名在第2247265～4494528位的第二像元，将其在第二矩阵中对应的元素(即亮度信息)调整为0，即在第二矩阵中，也有一半的元素为0。

在本申请中，步骤206和207也可以同步进行，还可以先进行步骤207，再进行步骤206。其中，步骤206也可以在步骤203后进行，还可以在步骤202后进行；步骤207也可以在步骤205后进行，还可以在步骤204后进行。

若在步骤202后进行步骤206，在建立第一矩阵时，将第一有效像元的亮度信息作为第一矩阵中对应位置的元素，并将第一矩阵中其他位置的元素记为0，此处的其他位置是指非第一有效像元的第一像元对应的位置。若在步骤202后进行步骤206，也采用如上所述的方式，此处不再赘述。

其中，步骤206和步骤207也可以不执行。直接以各第一像元、第二像元的亮度信息作为第一矩阵、第二矩阵中的元素并进行下述步骤208-216。

步骤208、测量第二灯光影像上任一目标位置相对于第一灯光影像上的同一目标位置的最大可能行偏移像元数和最大可能列偏移像元数。

在配准两幅夜间灯光影像时，无需将待配准影像完全从基准影响的一侧移动到另一侧进行配准，而是可以通过量测两幅影像中同一地物之间的距离初步判断待配准影像的偏移量范围。在本实施例中，终端可以调用距离量测函数测量第二灯光影像上任一地物相对于第一灯光影像上的同一地物的最大可能行偏移像元数和最大可能列偏移像元数。在其他实施例中，终端也可以采用其他方式如直接读数法、读取数据取差值等，来量测两幅夜间灯光影像中同一地物的最大可能行偏移像元数和最大可能列偏移像元数。

步骤209、根据最大可能行偏移像元数和最大可能列偏移像元数确定第二矩阵的最大行偏移量和最大列偏移量，其中，最大行偏移量不小于该最大可能行偏移像元数，最大列偏移量不小于该最大可能列偏移像元数。

在本实施例中，终端通过量测获得的最大可能行偏移像元数和最大可能列偏移像元数可以作为确定第二矩阵的最大行偏移量和最大列偏移量的基础。在确定最大行偏移量和最大列偏移量时，需要结合影像中该目标位置的灯光的溢出情况，计算补充行偏移量和补充列偏移量。补充行偏移量和补充列偏移量均为经验值，最小可以取0。在本实施例中，补充行偏移量可以取最大可能行偏移像元数的1％～30％，补充列偏移量可以取最大可能列偏移像元数的1％～30％。第二矩阵的最大行偏移量为最大可能行偏移像元数与补充行偏移量之和，第二矩阵的最大列偏移量为最大可能列偏移像元数补充列偏移量之和。

示例性地，经测量可得，上述第一配准区域与第二配准区域中的同一地物的最大可能行偏移像元数为70个像元，最大可能列偏移像元数为50个像元。通过对第一配准区域与第二配准区域中的该地物的灯光溢出情况的判断，认为补充行偏移量为最大可能行偏移像元数的7％，补充列偏移量为最大可能列偏移像元数的15％，则该第二矩阵的最大行偏移量为75个像元，最大列偏移量为58个像元。

步骤210、提取从第一行向最大行偏移量到第二行向最大行偏移量的每个行偏移量。

对于终端量测出的最大可能行偏移像元数和最大可能列偏移像元数，仅为距离而不包括偏移方向。因此，对第二矩阵相对于第一矩阵可能发生偏移的两个行向，均进行考虑。

示例性地，对于上述第二矩阵的最大行偏移量为75个像元来讲，第二矩阵在第一行向上的可能发生的偏移量为0～75个像元，以及在第二行向上的可能发生的偏移量也为0～75个像元，即第二矩阵在第一行向上可能发生的偏移量为-75～75个像元(其中，负号是指第二矩阵在与第一个行向方向相反的第二行向上发生的偏移)或第二矩阵在第二行向上可能发生的偏移量为-75～75个像元(其中，负号是指第二矩阵在与第二个行向方向相反的第一行向上发生的偏移)。因此，能够得到第二矩阵在任一行向上的151个行偏移量[-75,75]。

步骤211、提取从第一列向最大列偏移量到第二列向最大列偏移量的每个列偏移量。

对应地，对第二矩阵相对于第一矩阵可能发生偏移的两个列向也均进行考虑。示例性地，对于上述第二矩阵的最大列偏移量为58个像元来讲，第二矩阵在第一列向上的可能发生的偏移量为0～58个像元，以及在第二列向上的可能发生的偏移量也为0～58个像元，即第二矩阵在第一列向上可能发生的偏移量为-58～58个像元(其中，负号是指第二矩阵在与第一个列向方向相反的第二列向上发生的偏移)或第二矩阵在第二列向上可能发生的偏移量为-58～58个像元(其中，负号是指第二矩阵在与第二个列向方向相反的第一列向上发生的偏移)。因此，能够得到第二矩阵在任一列向上的117个列偏移量[-58,58]。

在本申请中，步骤210和步骤211还可以同步进行，还可以先进行步骤211，再进行步骤210。

步骤212、建立第三矩阵，该第三矩阵中的元素为每个行偏移量和每个列偏移量的组合。

得到第二矩阵在行向上可能会发生的每个行偏移量和在列向上可能会发生的每个列偏移量后，将每个行偏移量和每个列偏移量两两一组进行组合，并将该组合作为第三矩阵的元素。

示例性的，对于上述第二矩阵可能发生的151个行偏移量和可能发生的117个列偏移量，共存在151*117＝17667种可能的组合方式，以这17667个组合作为元素建立第三矩阵。

步骤213、对于第三矩阵中的每组行偏移量和列偏移量的组合，根据第一公式计算第二矩阵移动该组合对应的行偏移量和列偏移量后与第一矩阵之间的距离。

在配准过程中，使基于第二灯光影像建立的第二矩阵不断向基于第一灯光影像建立的第一矩阵移动，其中，第二矩阵每次移动的偏移量为一行或一列，对应第三矩阵中的每组行偏移量和列偏移量的组合，第二矩阵会发生与第三矩阵中的元素总数相同的移动次数，计算第二矩阵每次移动后与第一矩阵之间的距离。其中，移动后的第二矩阵与第一矩阵之间的距离采用如下所示的第一公式计算：

第一公式：

其中，D为移动后的第二矩阵与第一矩阵之间的距离，(m,n)为所述第三矩阵中行偏移量和列偏移量的组合；m为第二矩阵中每个元素的行偏移量，m∈[-M,M]，M为最大行偏移量；n为第二矩阵中每个元素的列偏移量，n∈[-N,N]，N为最大列偏移量；Cell₁(i,j)为第一矩阵的第i行第j列的亮度信息；Cell₂(i+m,j+n)为第二矩阵的第(i+m)行第(j+n)列的亮度信息；L为第一矩阵的行数，C为第一矩阵的列数。

示例性地，对于上述第三矩阵中的17667个元素，第二矩阵中的元素会发生17667次移动。根据上述第一公式计算每一次移动后第二矩阵与第一矩阵之间的距离，可以得到17667个计算结果。

步骤214、筛选出距离的最小值并以其对应的行偏移量和列偏移量的组合作为目标偏移量。

终端调用数值比较函数，对根据上述第一公式计算出的若干个移动后的第二矩阵与第一矩阵之间的距离进行比较，筛选出距离的最小值，即移动后的第二矩阵与第一矩阵之间的最小距离。该最小距离对应第三矩阵中的某一元素(x,y)，则将该元素(x,y)确定为第二矩阵的目标偏移量，也就是说，当第二矩阵中的元素在第一行向上偏移x行，在第一列向上偏移y列时，移动后的第二矩阵与第一矩阵之间的距离最近。

步骤215、根据第二公式将第二矩阵中的元素调整为对应的目标元素。

获取到第二矩阵的目标偏移量后，将第二矩阵中的各元素按照该目标偏移量进行移动，并根据移动后的第二矩阵中的各元素生成新的第二灯光影像。

可以按照如下所示的第二公式对第二矩阵中的各元素进行调整：

第二公式：Cell₂(i,j)＝Cell₂(i-x,j-y)

其中，Cell₂(i,j)为调整后的第二矩阵的第i行第j列的元素，即目标元素；Cell₂(i-x,j-y)为调整前的第二矩阵的第(i-x)行第(j-y)列的元素。

示例性地，假设目标偏移量为(3，45)，则将第二矩阵中的每个元素都代入上述第二公式进行调整。例如，将第二矩阵中第1行第1列的元素的目标元素是第4行第46列的元素，第1行第2列的元素的目标元素是第4行第47列的元素，第2行第1列的元素的目标元素是第5行第46列的元素……以此类推，将第二矩阵中的所有元素都调整为对应的目标元素。

需要注意的是，第二矩阵是基于第二配准区域建立的，因此在第二矩阵中存在某些元素没有对应的目标元素的情况。以第二矩阵中第1836行第1列的元素为例，在第二矩阵中不存在与其对应的目标元素，则将其替换为其位置对应的第二灯光影像中的第二像元移动目标偏移量后对应的目标像元的亮度信息。根据上述示例中记载的，第二灯光影像的长为3264个像元、宽为2448个像元，第二配准区域的长为2448个像元、宽为1836个像元，且第二配准区域与第二灯光影像的中心点重合，则位于第二配准区域的第1836行第1列的第二像元与第二灯光影像中第2142行第408列的第二像元是同一像元，进而，第二矩阵中第1836行第1列的元素对应的目标元素是第二灯光影像中第1839行第46列的第二像元的亮度信息。第二矩阵中没有对应目标元素的其他元素也参照上述方法调整为对应的目标像元的亮度信息。

步骤216、基于调整后的第二矩阵的元素及其位置信息生成配准后的第二灯光影像。

应用步骤215中的方法将第二矩阵中的所有元素都调整为目标元素后，根据调整后的第二矩阵中的各元素及其对应的位置信息，对第二灯光影像中每个第二像元的亮度信息进行调整，生成新的第二灯光影像，实现了第二灯光影像相对于第一灯光影像的配准。

综上所述，本申请实施例提供的夜间灯光卫星影像的配准方法，基于第一灯光影像和第二灯光影像的位置信息和亮度信息分别建立第一矩阵和第二矩阵，随后逐像元地移动第二矩阵，并计算每次移动后其与第一矩阵之间的距离，根据距离最小值确认目标偏移量，并基于该目标偏移量移动第二矩阵中的各元素，进而对第二灯光影像中的各第二像元的亮度信息进行调整。本申请实施例提供的夜间灯光卫星影像的配准方法实现了第二灯光影像的全部第二像元或全部第二有效像元参与影像的配准，减小了挑选配准点的难度，提高了影像的配准精确度。

图3是本申请实施例提供的一种夜间灯光卫星影像的配准装置300的结构示意图，该配准装置300可以安装在计算机设备上，如图3所示，该配准装置包括：

获取模块301，用于获取卫星在夜间拍摄的第一灯光影像和第二灯光影像，第一灯光影像和第二灯光影像的对应拍摄时间相隔至少一个周期且第一灯光影像和第二灯光影像中均包含同一地标区域；

转换模块302，用于根据第一灯光影像中各第一像元的位置信息和亮度信息建立第一矩阵，根据第二灯光影像中各第二像元的位置信息和亮度信息建立第二矩阵；还用于根据第二矩阵在行向上不大于最大行偏移量的每个行偏移量以及在列向上不大于最大列偏移量的每个列偏移量的组合，建立第三矩阵；

确定模块303，用于根据第二灯光影像相对于第一灯光影像的最大可能偏移像元数确定第二矩阵相对于第一矩阵的最大行偏移量和最大列偏移量；还用于筛选出距离的最小值并以其对应的行偏移量和列偏移量的组合作为目标偏移量；

计算模块304，用于对于第三矩阵中的每组行偏移量和列偏移量的组合，计算第二矩阵移动该组合对应的行偏移量和列偏移量后与第一矩阵之间的距离；

调整模块305，用于将第二灯光影像中各第二像元的亮度信息替换为该第二像元在第二矩阵中对应的元素移动目标偏移量后对应的目标元素。

综上所述，本申请实施例提供的夜间灯光卫星影像的配准装置300，获取模块301能够获取相对应的第一灯光影像(基准影像)和第二灯光影像(待配准影像)，转换模块302基于第一灯光影像和第二灯光影像的位置信息和亮度信息分别建立第一矩阵和第二矩阵，随后逐像元地移动第二矩阵，计算模块304计算每次移动后其与第一矩阵之间的距离，确定模块303根据距离最小值确认目标偏移量，并基于该目标偏移量移动第二矩阵，进而调整模块305对第二灯光影像中的各第二像元的亮度信息进行调整。本申请实施例提供的夜间灯光卫星影像的配准方法实现了第二灯光影像的全部第二像元或全部第二有效像元参与影像的配准，减小了挑选配准点的难度，提高了影像的配准精确度。

图4是本申请实施例提供的另一种夜间灯光卫星影像的配准装置300的结构示意图，如图4所示，在图3的基础上，该装置300还包括挑选模块306，用于按照所述亮度信息从大到小的顺序依次确定所述第一灯光影像中设定数量的第一像元作为第一有效像元，在所述第一矩阵中保留所述第一有效像元的亮度信息，并将所述第一矩阵中除所述第一有效像元之外的其他第一像元的亮度信息调整为初始值；按照所述亮度信息从大到小的顺序依次确定所述第二灯光影像中设定数量的第二像元作为第二有效像元，在所述第二矩阵中保留所述第二有效像元的亮度信息，并将所述第二矩阵中除所述第二有效像元之外的其他第二像元的亮度信息调整为初始值。其中，挑选模块306为可选的模块，本装置中可以不包括该模块。

在本申请的一些实现方式中，获取模块301还用于获取所述第一灯光影像中每个第一像元的亮度信息及其在所述第一灯光影像中的位置信息，获取所述第二灯光影像中每个第二像元的亮度信息及其在所述第二灯光影像中的位置信息。

在本申请的一些实现方式中，转换模块302还用于根据所述第一像元在所述第一灯光影像中的位置信息，建立所述第一矩阵，所述第一矩阵中的元素为所述第一像元的亮度信息；根据所述第二像元在所述第二灯光影像中的位置信息，建立所述第二矩阵，所述第二矩阵中的元素为所述第二像元的亮度信息。

本申请实施例提供的配准装置300还包括测量模块307，用于测量所述第二灯光影像上任一目标位置相对于所述第一灯光影像上的同一目标位置的最大可能行偏移像元数和最大可能列偏移像元数。

在本申请的一些实现方式中，确定模块303还用于根据所述最大可能行偏移像元数和所述最大可能列偏移像元数确定所述第二矩阵的最大行偏移量和最大列偏移量，其中，所述最大行偏移量不小于所述最大可能行偏移像元数，所述最大列偏移量不小于所述最大可能列偏移像元数。

在本申请的一些实现方式中，转换模块302还用于提取从第一行向最大行偏移量到第二行向最大行偏移量的每个行偏移量，提取从第一列向最大列偏移量到第二列向最大列偏移量的每个列偏移量，以所述每个行偏移量和所述每个列偏移量的组合为元素建立第三矩阵。

在本申请的一些实现方式中，计算模块304还用于根据如下关系式计算移动后的第二矩阵与所述第一矩阵之间的距离：

其中，(m,n)为所述第三矩阵中行偏移量和列偏移量的组合，m为所述第二矩阵中每个元素的行偏移量，m∈[-M,M]，M为最大行偏移量；n为所述第二矩阵中每个元素的列偏移量，n∈[-N,N]，N为最大列偏移量；Cell₁(i,j)为所述第一矩阵的第i行第j列的亮度信息；Cell₂(i+m,j+n)为所述第二矩阵的第(i+m)行第(j+n)列的亮度信息；L为所述第一矩阵的行数；C为所述第一矩阵的列数。

在本申请的一些实现方式中，调整模块305还用于根据如下公式将所述第二矩阵中的元素调整为所述目标元素：

Cell₂(i,j)＝Cell₂(i-x,j-y)

其中，Cell₂(i,j)为调整后的第二矩阵的第i行第j列的元素，Cell₂(i-x,j-y)为调整前的第二矩阵的第(i-x)行第(j-y)列的元素；

基于调整后的第二矩阵的元素及其位置信息生成配准后的第二灯光影像。

综上所述，本公开实施例提供的夜间灯光卫星影像的配准装置300，获取模块301能够获取相对应的第一灯光影像(基准影像)和第二灯光影像(待配准影像)，转换模块302基于第一灯光影像和第二灯光影像的位置信息和亮度信息分别建立第一矩阵和第二矩阵，随后逐像元地移动第二矩阵，计算模块304计算每次移动后其与第一矩阵之间的距离，确定模块303根据距离最小值确认目标偏移量，并基于该目标偏移量移动第二矩阵，进而调整模块305对第二灯光影像中的各第二像元的亮度信息进行调整。本申请实施例提供的夜间灯光卫星影像的配准方法实现了第二灯光影像的全部第二像元或全部第二有效像元参与影像的配准，减小了挑选配准点的难度，提高了影像的配准精确度。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本申请实施例提供了一种夜间灯光卫星影像的配准装置，包括：处理器和存储器，

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存储的计算机程序，实现如图2或图3所示的视频处理方法。

本申请实施例提供了一种存储介质，当存储介质中的程序由处理器执行时，能够实现如图1或图2所示的夜间灯光卫星影像的配准方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本申请中，应该理解到，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本申请的技术方案，并不用以限制本申请。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种夜间灯光卫星影像的配准方法，其特征在于，所述方法的执行主体为计算机设备，包括：

获取卫星在夜间拍摄的第一灯光影像和第二灯光影像，所述第一灯光影像和所述第二灯光影像的对应拍摄时间相隔至少一个周期且所述第一灯光影像和所述第二灯光影像中均包含同一地标区域；

根据所述第一灯光影像中各第一像元的位置信息和亮度信息建立第一矩阵，根据所述第二灯光影像中各第二像元的位置信息和亮度信息建立第二矩阵；

根据所述第二灯光影像相对于所述第一灯光影像的最大可能偏移像元数确定所述第二矩阵相对于所述第一矩阵的最大行偏移量和最大列偏移量；

根据所述第二矩阵在行向上不大于所述最大行偏移量的每个行偏移量以及在列向上不大于所述最大列偏移量的每个列偏移量的组合，建立第三矩阵；

对于所述第三矩阵中的每组所述行偏移量和列偏移量的组合，计算所述第二矩阵移动该组合对应的行偏移量和列偏移量后与所述第一矩阵之间的距离；

筛选出所述距离的最小值并以其对应的行偏移量和列偏移量的组合作为目标偏移量；

将所述第二灯光影像中各第二像元的亮度信息替换为该第二像元在所述第二矩阵中对应的元素移动所述目标偏移量后对应的目标元素。

2.根据权利要求1所述的夜间灯光卫星影像的配准方法，其特征在于，所述第一灯光影像为基准影像，所述第二灯光影像为待配准影像。

3.根据权利要求2所述的夜间灯光卫星影像的配准方法，其特征在于，所述根据所述第一灯光影像中各第一像元的位置信息和亮度信息建立第一矩阵包括：

获取所述第一灯光影像中每个第一像元的亮度信息及其在所述第一灯光影像中的位置信息；

根据所述第一像元在所述第一灯光影像中的位置信息，建立所述第一矩阵，所述第一矩阵中的元素为所述第一像元的亮度信息；

所述根据所述第二灯光影像中各第二像元的位置信息和亮度信息建立第二矩阵，并提取设定数量的第二像元包括：

获取所述第二灯光影像中每个第二像元的亮度信息及其在所述第二灯光影像中的位置信息；

根据所述第二像元在所述第二灯光影像中的位置信息，建立所述第二矩阵，所述第二矩阵中的元素为所述第二像元的亮度信息。

4.根据权利要求3所述的夜间灯光卫星影像的配准方法，其特征在于，所述方法还包括：

按照所述亮度信息从大到小的顺序依次确定所述第一灯光影像中设定数量的第一像元作为第一有效像元，在所述第一矩阵中保留所述第一有效像元的亮度信息，并将所述第一矩阵中除所述第一有效像元之外的第一像元的亮度信息调整为初始值；

按照所述亮度信息从大到小的顺序依次确定所述第二灯光影像中设定数量的第二像元作为第二有效像元，在所述第二矩阵中保留所述第二有效像元的亮度信息，并将所述第二矩阵中除所述第二有效像元之外的第二像元的亮度信息调整为初始值。

5.根据权利要求3或4所述的夜间灯光卫星影像的配准方法，其特征在于，所述根据所述第二灯光影像相对于所述第一灯光影像的最大可能偏移像元数确定所述第二矩阵相对于所述第一矩阵的最大行偏移量和最大列偏移量包括：

测量所述第二灯光影像上第二目标位置相对于所述第一灯光影像上的第一目标位置的最大可能行偏移像元数和最大可能列偏移像元数，所述第二目标位置和所述第一目标位置为两张灯光影像中同一地物所在的位置；

根据所述最大可能行偏移像元数和所述最大可能列偏移像元数确定所述第二矩阵的最大行偏移量和最大列偏移量，其中，所述最大行偏移量不小于所述最大可能行偏移像元数，所述最大列偏移量不小于所述最大可能列偏移像元数。

6.根据权利要求5所述的夜间灯光卫星影像的配准方法，其特征在于，所述根据所述第二矩阵在行向上不大于所述最大行偏移量的每个行偏移量以及在列向上不大于所述最大列偏移量的每个列偏移量的组合，建立第三矩阵包括：

提取从第一行向最大行偏移量到第二行向最大行偏移量的每个行偏移量；

提取从第一列向最大列偏移量到第二列向最大列偏移量的每个列偏移量；

建立第三矩阵，所述第三矩阵中的元素为所述每个行偏移量和所述每个列偏移量的组合。

7.根据权利要求6所述的夜间灯光卫星影像的配准方法，其特征在于，根据如下关系式计算移动后的第二矩阵与所述第一矩阵之间的距离：

其中，(m，n)为所述第三矩阵中行偏移量和列偏移量的组合，m为所述第二矩阵中每个元素的行偏移量，m∈[-M，M]，M为最大行偏移量；n为所述第二矩阵中每个元素的列偏移量，n∈[-N，N]，N为最大列偏移量；Cell₁(i，j)为所述第一矩阵的第i行第j列的亮度信息；Cell₂(i+m，j+n)为所述第二矩阵的第(i+m)行第(j+n)列的亮度信息；L为所述第一矩阵的行数；C为所述第一矩阵的列数。

8.根据权利要求7所述的夜间灯光卫星影像的配准方法，其特征在于，所述将所述第二灯光影像中各第二像元的亮度信息替换为该第二像元在所述第二矩阵中对应的元素移动所述目标偏移量后对应的目标元素包括：

根据如下公式将所述第二矩阵中的元素调整为所述目标元素：

Cell₂(i，j)＝Cell₂(i-x，j-y)

其中，Cell₂(i，j)为调整后的第二矩阵的第i行第j列的元素，Cell₂(i-x，j-y)为调整前的第二矩阵的第(i-x)行第(j-y)列的元素；

基于调整后的第二矩阵的元素及其位置信息生成配准后的第二灯光影像。

9.一种夜间灯光卫星影像的配准装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取卫星在夜间拍摄的第一灯光影像和第二灯光影像，所述第一灯光影像和所述第二灯光影像的对应拍摄时间相隔至少一个周期且所述第一灯光影像和所述第二灯光影像中均包含同一地标区域；

转换模块，用于根据所述第一灯光影像中各第一像元的位置信息和亮度信息建立第一矩阵，根据所述第二灯光影像中各第二像元的位置信息和亮度信息建立第二矩阵；

确定模块，用于根据所述第二灯光影像相对于所述第一灯光影像的最大可能偏移像元数确定所述第二矩阵相对于所述第一矩阵的最大行偏移量和最大列偏移量；

所述转换模块，还用于根据所述第二矩阵在行向上不大于所述最大行偏移量的每个行偏移量以及在列向上不大于所述最大列偏移量的每个列偏移量的组合，建立第三矩阵；

计算模块，用于对于所述第三矩阵中的每组所述行偏移量和列偏移量的组合，计算所述第二矩阵移动该组合对应的行偏移量和列偏移量后与所述第一矩阵之间的距离；

所述确定模块，还用于筛选出所述距离的最小值并以其对应的行偏移量和列偏移量的组合作为目标偏移量；

调整模块，用于将所述第二灯光影像中各第二像元的亮度信息替换为该第二像元在所述第二矩阵中对应的元素移动所述目标偏移量后对应的目标元素。

10.根据权利要求9所述的夜间灯光卫星影像的配准装置，其特征在于，所述装置还包括挑选模块，用于：

按照所述亮度信息从大到小的顺序依次确定所述第一灯光影像中设定数量的第一像元作为第一有效像元，在所述第一矩阵中保留所述第一有效像元的亮度信息，并将除所述第一有效像元之外的第一像元的亮度信息调整为初始值；

按照所述亮度信息从大到小的顺序依次确定所述第二灯光影像中设定数量的第二像元作为第二有效像元，在所述第二矩阵中保留所述第二有效像元的亮度信息，并将除所述第二有效像元之外的第二像元的亮度信息调整为初始值。

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