[發明專利]面向衛星圖像的任意尺度超分辨率重建方法及系統

有效

• 申請號: 202011404879.8
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112508786B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 胡瑞敏;方婧;肖晶;陳丹;丁新
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T5/00;G06T7/13;G06T7/40;G06K9/62;G06V10/774
• 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

1.一種面向衛星圖像的任意尺度超分辨率重建方法，其特征在于：基于衛星圖像特點，通過改進元放大模塊和邊緣增強提升衛星圖像的表達能力，重建實現過程如下，

首先，進行低分辨衛星圖像的淺層特征提取，采用殘差密集網絡對圖像深層特征進行提取，融合獲得最終的低分辨率衛星圖像的特征；

然后，衛星圖像任意尺度放大，包括采用元放大模塊中的權重預測網絡獲取濾波器權重，通過優化投影映射函數獲取更精確的權重，進而得到更加精確的衛星圖像任意分辨率重建結果，作為中間重建衛星圖像；

最后，通過衛星圖像邊緣增強實現衛星圖像紋理的清晰表達，充分挖掘衛星圖像的結構信息，獲得最終的高分辨率衛星圖像；

所述優化投影映射函數設定如下，

定義放大的比例因子為r，高分辨率圖像上某個像素點(i，j)在低分辨率圖像上對應的點(i′，j′)描述為其中T(i，j)表示投影映射函數，[]表示四舍五入函數；

所述衛星圖像邊緣增強實現方式如下，

從中間重建衛星圖像中提取邊緣特征圖，記輸入的中間重建衛星圖像為輸出為邊緣特征圖I_edge；

從中間重建衛星圖像中提取結構張量，歸一化后獲得圖像掩膜MASK；

利用圖像掩膜MASK對邊緣特征圖進行約束，得到增強的邊緣信息I_sharp，I_sharp＝I_edge·I_mask；

對高分辨率重建圖像中間結果和增強的邊緣信息I_sharp進行疊加，根據得到最終的超分辨率重建衛星圖像I_SR。

2.根據權利要求1所述面向衛星圖像的任意尺度超分辨率重建方法，其特征在于：從中間重建衛星圖像中提取邊緣特征圖時，優選使用11層卷積層級聯實現邊緣提取。

3.一種面向衛星圖像的任意尺度超分辨率重建系統，其特征在于：用于實現如權利要求1-2任一項所述的一種面向衛星圖像的任意尺度超分辨率重建方法。

4.根據權利要求3所述面向衛星圖像的任意尺度超分辨率重建系統，其特征在于：包括以下模塊，

第一模塊，用于進行低分辨衛星圖像的淺層特征提取，采用殘差密集網絡對圖像深層特征進行提取，融合獲得最終的低分辨率衛星圖像的特征；

第二模塊，用于衛星圖像任意尺度放大，包括采用元放大模塊中的權重預測網絡獲取濾波器權重，通過優化投影映射函數獲取更精確的權重，進而得到更加精確的衛星圖像任意分辨率重建結果，作為中間重建衛星圖像；

第三模塊，用于通過衛星圖像邊緣增強實現衛星圖像紋理的清晰表達，充分挖掘衛星圖像的結構信息，獲得最終的高分辨率衛星圖像。

5.根據權利要求3所述面向衛星圖像的任意尺度超分辨率重建系統，其特征在于：包括處理器和存儲器，存儲器用于存儲程序指令，處理器用于調用存儲器中的存儲指令執行如權利要求1-2任一項所述的一種面向衛星圖像的任意尺度超分辨率重建方法。

6.根據權利要求3所述面向衛星圖像的任意尺度超分辨率重建系統，其特征在于：包括可讀存儲介質，所述可讀存儲介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序執行時，實現如權利要求1-2任一項所述的一種面向衛星圖像的任意尺度超分辨率重建方法。