[發明專利]基于梯度提取的單幀多光譜影像超分辨率重建方法及系統有效
| 申請號： | 201711367295.6 | 申請日： | 2017-12-18 |
| 公開（公告）號： | CN108090872B | 公開（公告）日： | 2021-07-16 |
| 發明（設計）人： | 王密;何魯曉 | 申請（專利權）人： | 武漢大學 |
| 主分類號： | G06T3/40 | 分類號： | G06T3/40;G06T5/50 |
| 代理公司： | 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 嚴彥 |
| 地址： | 430072 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 梯度 提取 單幀多 光譜 影像 分辨率 重建 方法 系統 | ||
1.一種基于梯度提取的單幀多光譜影像超分辨率重建方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1，利用低通濾波將原始的單幀多光譜影像各波段從灰度圖像轉換為梯度圖像，分離光譜信息與空間幾何信息；
步驟2，從步驟1所得梯度圖像中選擇一幀進行上采樣作為參考梯度圖；
步驟3，基于POCS算法框架，將步驟2選擇以外其余梯度圖像的信息投影到參考梯度圖上，獲得超分辨率梯度圖；所述POCS表示凸集投影，投影實現方式為，將低分辨率梯度圖上的一個點記為P，提取參考梯度圖上對應的圖像塊B，將該圖像塊轉化為該點的模擬值Psim，計算P與Psim之間的差值e，如果差值超過預設的限值δ，則將差值投影到參考梯度圖上；
將圖像塊轉化為點的模擬值時，轉化過程如下：
其中，B(i,j)是圖像塊的灰度值，PSF(i,j)是點擴散函數對應位置的數值；
將差值投影到參考梯度圖上，投影過程如下：
Bm＝B+λ(e-δ)*PSF if e＞δ
e＝P-Psim
其中，Bm是修改后的圖像塊，λ是松弛投影算子；
步驟4，基于SFIM模型，根據超分辨率梯度圖與原始的單幀多光譜影像實現信息融合，獲得最終的超分辨率多光譜影像。
2.根據權利要求1所述基于梯度提取的單幀多光譜影像超分辨率重建方法，其特征在于：步驟2中，選擇信噪比最高或信息量最多的一個波段的梯度圖進行上采樣，作為參考梯度圖。
3.根據權利要求1或2所述基于梯度提取的單幀多光譜影像超分辨率重建方法，其特征在于：步驟1中，低通濾波實現如下，
其中，G是梯度圖，p是原圖，p'是模糊影像，(i,j)是圖像坐標。
4.根據權利要求3所述基于梯度提取的單幀多光譜影像超分辨率重建方法，其特征在于：步驟1中，將梯度圖像量化為10bits有效位的灰度數據。
5.根據權利要求4所述基于梯度提取的單幀多光譜影像超分辨率重建方法，其特征在于：步驟4中，實現過程如下，
將超分辨率梯度圖重新量化為強度信息，量化過程表示為，
GSR(i,j)＝[TSR(i,j)+1]/29
其中GSR是存儲強度信息的超分辨率梯度圖，TSR是10bits量化的超分辨率梯度圖；
基于SFIM模型，將超分辨率梯度圖與原始的單幀多光譜影像MS進行信息融合，獲得最終的超分辨率多光譜影像如下，
MSSR＝MS×GSR
其中MSSR是超分辨率重建結果。
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