从空间探测器图像中移除伪影

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2022-01-06 17:39:14

这是一张我们的家园的照片,最近由朱诺号宇宙飞船拍摄,在前往木星的途中弹射。它在速度上获得了什么,我们却在我们的速度上失去了,但幸运的是我们不会落入太阳。

在此处输入图像描述

我认为南美洲大陆在左边。

但是,我们可以注意到图像上有一种伪影,即图像中存在一种微弱的蓝色条。我很好奇可能是什么原因造成的。

不过,我真正想知道的是,我们这些微不足道的人类可能会采用哪些图像处理技术来去除这个伪影?

1个回答

从全彩色图像到条带伪影,既有色调偏移,也有饱和度偏移。将彩色图像转换为灰度生成的图像仍然具有伪影,但不那么突兀。

您可能会尝试使用“图像修复”算法来纠正伪影,尽管它有助于首先隔离受影响的区域。以下是关于识别工件的一些想法:

  • Run Hough 或 RANSAC 线适合图像中的水平线和垂直线。对于自然场景,尤其是在地球场景中,具有对应于真实特征的水平或垂直线会很奇怪。即使是从太空中可见的结构,例如运河和大型建筑,也往往会蜿蜒曲折。
  • 尝试一种图像减法,从原始彩色图像中减去灰度图像。由于伪影更像灰度且不饱和,因此您应该能够检测到色调和饱和度差异的区域。我建议在 HSV 空间工作以进行此操作。在垂直方向运行算法以在生成的(彩色 HSV - 灰色 HSV)图像中寻找峰或谷。
  • 逐行测试色相和饱和度的累积变化。从第 N 行到第 N+1 行,相同的 X 像素通常不会在 H、S 或 V 中发生太大变化。但是,您应该注意到伪影之前的行与伪影处的行之间存在显着差异。差异可能就像每个像素的 H 和 S 差异的均方根一样简单,甚至只是差异的总和。管他呢。选择一个简单且有效的指标。
  • 仔细检查原始的原始图像,以确定水平伪影是否延伸到图像左侧的黑色空间区域。在我下载的图像副本中,工件似乎没有延伸到黑色区域。

以下是 JunoCam 的规格: http ://en.wikipedia.org/wiki/JunoCam

“该相机使用柯达图像传感器 KODAK KAI-2020,能够以 1600 x 1200 像素进行彩色成像。它的视野为 18 x 3.4 度,带有三个滤光片,可提供彩色成像。”

当在温和的环境中在地球上使用时,该传感器应该可以提供漂亮的彩色图像,而不会出现奇怪的伪影。

尽管伪影似乎没有延伸到左侧空间的黑色区域,但这可能是动态范围/窗口的问题:这些像素上的电荷可能存在一些差异,但也许该差异被剪裁为零。

我的猜测是这是一个读出问题,因为图像行被转储了。使用较旧的模拟摄像机,我们可以看到各种与 EM 干扰相关的疯狂伪影。对于数码相机,这通常不是什么大问题,但一种可能性是发生了一些短暂的、局部的 EM 事件,以某种方式仅影响某些行。

如果放大到波段伪影的顶部,您会看到去饱和的彩虹伪影。有两个不相邻的行也比它们的相邻行更亮。

由于工件与图像的水平行排列得非常好,我认为问题是一些内部电子问题,而不是镜头、滤色器、闪光或类似的问题。除非相机被特别强烈的 EM 事件损坏,否则我猜这个伪影只会很少发生。