[發(fā)明專利]一種高分辨率寬視場(chǎng)率遙感成像方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810094144.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-31
• 公開（公告）號(hào): CN108460722A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳忻;魏紅軍;孫瑩瑩;饒鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號(hào): G06T3/40
• 分類號(hào): G06T3/40;G06T7/32;G06T7/00;G06K9/62
• 代理公司: 上海滬慧律師事務(wù)所 31311
• 代理人: 李秀蘭

1.一種高分辨率寬視場(chǎng)遙感成像方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)同步獲取寬視場(chǎng)低分辨率模塊A的遙感圖像與窄視場(chǎng)高分辨率成像模塊B的遙感圖像，用灰度矩陣分別表示為IA_n，IB_n,n為獲得的圖像幀號(hào)；其中模塊A的成像視場(chǎng)是模塊B的N倍，模塊B通過兩維指向機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊A的視場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的成像,模塊B得到的圖像分辨率是模塊A的M倍；

(2)通過灰度圖像配準(zhǔn)，提取出與IA_n中與IB_n對(duì)應(yīng)的區(qū)域圖像，并按照分辨率比率M對(duì)該區(qū)域進(jìn)行插值，得到圖像IAR_n；

(3)初始化高分特征庫FHD＝{dh_i},i∈[1,N_h],其中dh_i為每一類的中心向量,N_h為最大類數(shù)量；初始化低頻特征庫FLD，F(xiàn)LD＝{dl_i},i∈[1,N_l]；其中dl_i為每一類的中心向量,N_l為最大類數(shù)量；初始化可以選擇設(shè)置特征庫為空或依照先驗(yàn)知識(shí)預(yù)設(shè)特征庫中的特征類別數(shù)與對(duì)應(yīng)中心向量；

(4)對(duì)圖像IB_n、IAR_n對(duì)做差，得到兩幅圖像的差異灰度矩陣FH_n,對(duì)FH_n按照M_b·N_b大小進(jìn)行分塊，將圖像塊展開為列向量，作為該圖像塊的高頻特征,其中M_b、N_b分別為灰度矩陣行列方向上的分塊尺寸；對(duì)當(dāng)前圖像獲取的全部高頻特征與當(dāng)前的高頻特征庫FHD進(jìn)行聚類，更新計(jì)算每一類的中心向量得到新的高頻特征庫FHD；

(5)對(duì)圖像IB_n按照M_b·N_b大小進(jìn)行分塊，提取每個(gè)圖像塊的特征；對(duì)當(dāng)前圖像獲取的全部低頻特征與之前的低頻特征庫FLD進(jìn)行聚類，更新計(jì)算每一類的中心向量，得到新的低頻特征庫FLD；

(6)計(jì)算高頻特征與低頻特征庫中每一類中心的投影關(guān)系,得到每一類的投影矩陣P_i，i∈[1,N_l]，計(jì)算公式如下：

(7)將IA_n按照分辨率系數(shù)M進(jìn)行插值得IAC_n，IAC_n按照M_b·N_b分塊，計(jì)算每塊BIAC(t)_n的低頻特征其中t為圖像塊序號(hào)；計(jì)算與低頻特征庫中每一類的重構(gòu)關(guān)系，計(jì)算公式如下:

其中C_i(t)為該圖像塊低頻特征的權(quán)重系數(shù)；利用投影矩陣P_i對(duì)圖像塊進(jìn)行分辨率提升，計(jì)算公式如下：

其中BIH_n(t)為提升后的高分辨率圖像塊；依次處理全部圖像塊，得到高分辨率圖像IH_n，完成整幅低分辨率寬視場(chǎng)圖像的分辨率提升；

(8)評(píng)估IB_n與IH_n對(duì)應(yīng)區(qū)域的差異，當(dāng)差異大于閾值，則后一輪重新進(jìn)行步驟(2)-步驟(5)，否則直接執(zhí)行步驟(6)處理過程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分辨率寬視場(chǎng)遙感成像方法，其特征在于：步驟(2)中所述的灰度圖像配準(zhǔn)方法為基于紋理的匹配或基于特征的匹配；所述插值方法為線性插值或樣條插值或Bubic插值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分辨率寬視場(chǎng)遙感成像方法，其特征在于：步驟(4)中所述的對(duì)當(dāng)前圖像獲取的全部高頻特征與當(dāng)前的高頻特征庫FHD進(jìn)行聚類的方法采用歐幾里得距離或相關(guān)函數(shù)或交叉熵作為特征相似程度的評(píng)價(jià)計(jì)算；每一類中心向量的更新采用屬于當(dāng)前類的特征向量與當(dāng)前中心向量權(quán)重累加的方法進(jìn)行更新。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分辨率寬視場(chǎng)遙感成像方法，其特征在于：步驟中(5)所述的圖像塊的低頻特征是一階梯度或二階梯度或圖像塊的高階統(tǒng)計(jì)量或HOG算子或SIFT特征等反映圖像塊固有特點(diǎn)的描述方法。