[發明專利]遙感影像高時空融合處理算法及裝置

有效

• 申請號: 202010786064.4
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111932457B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 張永梅;馬健喆;滑瑞敏;張奕;孫捷;李小冬
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T5/50
• 代理公司: 北京北匯律師事務所 11711
• 代理人: 馬亞坤

1.一種遙感影像高時空融合處理算法，其特征在于，包括：

獲取低空間高時間的第一遙感影像和高空間低時間的第二遙感影像；所述第一遙感影像的空間分辨率為第一空間分辨率，所述第一遙感影像的周期為第一周期，所述第二遙感影像的空間分辨率為第二空間分辨率，所述第二遙感影像的周期為第二周期；

對所述第一遙感影像進行重采樣處理得到第三遙感影像；其中，所述第三遙感影像的空間分辨率大于所述第一遙感影像的空間分辨率；

對所述第二遙感影像進行降采樣處理得到第四遙感影像；其中，所述第四遙感影像空間分辨率小于所述第二遙感影像的空間分辨率，所述第四遙感影像空間分辨率等于所述第三遙感影像空間分辨率；

將所述第三遙感影像和所述第四遙感影像輸入至SRCNN網絡，得到具有中間空間分辨率的第一重建影像；其中所述中間空間分辨率為所述第三遙感影像和所述第四遙感影像具有的同樣空間分辨率；

對所述第一重建影像進行重采樣處理得到具有所述第二空間分辨率的第一重建影像；

將具有所述第二空間分辨率的第一重建影像和所述第二遙感影像輸入至SRCNN網絡得到第二重建影像；

將所述第二重建影像輸入至時空融合模型得到高空間高時間的遙感影像，包括：獲取第一時刻的第二重建影像和第二時刻的第二重建影像，以及第一時刻的第二遙感影像；其中，將所述第二重建影像作為低分辨率數據，將所述第一時刻的第二遙感影像作為高分辨率數據；根據所述第一時刻的第二重建影像和所述第二時刻的第二重建影像，以及所述第一時刻的第二遙感影像在預定滑動窗口內搜索相似像元；獲取所述相似像元與中心像元之間的光譜距離、時間距離和空間距離；根據所述光譜距離、時間距離和空間距離配置所述相似像元的權重；對多個相似像元的權重的進行歸一化處理，得到聯合權重矩陣；根據所述聯合權重矩陣預測第二時刻的第二遙感影像；將所述第二時刻的第二遙感影像作為所述高空間高時間的遙感影像；

其中，所述高空間高時間的遙感影像具有所述第一周期和所述第二空間分辨率。

2.根據權利要求1所述的遙感影像高時空融合處理算法，其特征在于，包括：所述第一遙感影像為MODIS影像；所述第二遙感影像為Landsat8影像。

3.根據權利要求1所述的遙感影像高時空融合處理算法，其特征在于，包括：

通過如下公式計算PSNR和SSIM：

和/或，

其中，f₁表示未經超分辨率重建的原影像，f₂表示經過超分辨率重建的重建影像，MSE(f₁,f₂)表示所述未經超分辨率重建的原影像與所述經過超分辨率重建的重建影像之間的均方誤差，μ₁、σ₁分別表示所述未經超分辨率重建的原影像的均值、方差，μ₂、σ₂分別表示所述經過超分辨率重建的重建影像的均值、方差，σ₁₂表示所述未經超分辨率重建的原影像與所述經過超分辨率重建的重建影像之間的協方差，C₁、C₂是用來維持穩定的常數。

4.根據權利要求1所述的遙感影像高時空融合處理算法，其特征在于，所述SRCNN網絡中線程執行程序之前，將卷積核參數由全局存儲器預加載至共享存儲器，第一預定塊內的線程執行程序時從所述共享存儲器讀取卷積核參數。

5.根據權利要求1所述的遙感影像高時空融合處理算法，其特征在于，所述SRCNN網絡中線程執行程序之前，將相關影像區域由全局存儲器預加載至共享存儲器，第二預定塊內的線程執行程序時從所述共享存儲器讀取所述相關影像區域；其中，所述相關影像區域包括所述第二預定塊內所有線程均涉及的影像區域。

6.根據權利要求1所述的遙感影像高時空融合處理算法，其特征在于，所述SRCNN網絡中將卷積層和非線性映射層進行合并，由同一線程進行卷積操作和非線性映射操作。