[發(fā)明專利]高光譜圖像的空間分辨率增強(qiáng)方法、裝置及電子設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110190540.0
• 申請日: 2021-02-18
• 公開（公告）號: CN112907495B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廉玉生;曹栩珩;劉金鈉;胡永樂;呼香美;王彩藝;何孜孜;陳穎雯;儲熠陽
• 申請（專利權(quán)）人: 北京印刷學(xué)院
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06V10/762
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 榮穎佳

本申請?zhí)峁┝艘环N高光譜圖像的空間分辨率增強(qiáng)方法、裝置及電子設(shè)備，獲取目標(biāo)高光譜圖像及其對應(yīng)的第一圖像和第二圖像；將第一圖像和第二圖像分別進(jìn)行預(yù)設(shè)分塊處理，得到多組圖像塊；基于第一當(dāng)前圖像塊和第二當(dāng)前圖像塊進(jìn)行聚類色差分析，確定第一當(dāng)前圖像塊中的多個目標(biāo)聚類中心及每個目標(biāo)聚類中心在第二當(dāng)前圖像塊中對應(yīng)的重構(gòu)簇；基于每個目標(biāo)聚類中心對應(yīng)的光譜特征及重構(gòu)簇，對第二當(dāng)前圖像塊進(jìn)行圖像重構(gòu)，得到該組圖像塊對應(yīng)的高空間分辨率高光譜圖像塊；將多組圖像塊分別對應(yīng)的高空間分辨率高光譜圖像塊進(jìn)行拼合，得到目標(biāo)高光譜圖像對應(yīng)的高空間分辨率的高光譜圖像。本申請能夠提高高光譜圖像的空間分辨率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及軟件技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高光譜圖像的空間分辨率增強(qiáng)方法、裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

光譜成像技術(shù)可以同時獲取二維空間圖像信息和一維光譜信息，但目前的光譜成像技術(shù)獲取的光譜圖像立方體普遍存在無法同時達(dá)到高光譜分辨率和高空間圖像分辨率的問題。針對上述問題，目前的解決方法為在殘差模塊預(yù)測的基礎(chǔ)上，利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練進(jìn)行光譜圖像立方體增強(qiáng)。但是在實際應(yīng)用中，當(dāng)目前光源環(huán)境不被包括于模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中時，預(yù)測方法就變得不再準(zhǔn)確，而且，這種基于深度學(xué)習(xí)的重構(gòu)算法對于顏色變化范圍較小的圖像塊的光譜預(yù)測精度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于提供一種高光譜圖像的空間分辨率增強(qiáng)方法、裝置及電子設(shè)備，能夠提高高光譜圖像的空間分辨率。

第一方面，本申請實施例提供一種高光譜圖像的空間分辨率增強(qiáng)方法，方法包括：獲取目標(biāo)高光譜圖像、目標(biāo)高光譜圖像分別對應(yīng)的第一圖像和第二圖像；第一圖像的分辨率低于第二圖像的分辨率；第一圖像和第二圖像均為IPT顏色空間圖像；將第一圖像和第二圖像分別進(jìn)行預(yù)設(shè)分塊處理，得到多組圖像塊；將每組圖像塊中的第一圖像塊和第二圖像塊分別作為第一當(dāng)前圖像塊和第二當(dāng)前圖像塊，執(zhí)行以下步驟：基于第一當(dāng)前圖像塊和第二當(dāng)前圖像塊進(jìn)行聚類色差分析，確定第一當(dāng)前圖像塊中的多個目標(biāo)聚類中心及每個目標(biāo)聚類中心在第二當(dāng)前圖像塊中對應(yīng)的重構(gòu)簇；基于目標(biāo)高光譜圖像，獲取每個目標(biāo)聚類中心對應(yīng)的光譜特征；基于每個目標(biāo)聚類中心對應(yīng)的光譜特征及重構(gòu)簇，對第二當(dāng)前圖像塊進(jìn)行圖像重構(gòu)，得到該組圖像塊對應(yīng)的高空間分辨率高光譜圖像塊；將多組圖像塊分別對應(yīng)的高空間分辨率高光譜圖像塊進(jìn)行拼合，得到目標(biāo)高光譜圖像對應(yīng)的高空間分辨率的高光譜圖像。

進(jìn)一步的，上述獲取目標(biāo)高光譜圖像、目標(biāo)高光譜圖像分別對應(yīng)的第一圖像和第二圖像的步驟，包括：通過光譜儀在指定光源信息下對目標(biāo)進(jìn)行拍攝，得到目標(biāo)高光譜圖像；通過高空間分辨率相機(jī)對目標(biāo)進(jìn)行拍攝，得到目標(biāo)高分辨率圖像；分別將目標(biāo)高光譜圖像和目標(biāo)高分辨率圖像在指定光源信息下轉(zhuǎn)換至IPT顏色空間，得到目標(biāo)高光譜圖像分別對應(yīng)的第一圖像和第二圖像。

進(jìn)一步的，上述將第一圖像和第二圖像分別進(jìn)行預(yù)設(shè)分塊處理，得到多組圖像塊的步驟，包括：將第一圖像和第二圖像分別作為當(dāng)前圖像，均執(zhí)行以下分塊步驟：對當(dāng)前圖像進(jìn)行第一預(yù)設(shè)次數(shù)的橫向切割和第二預(yù)設(shè)次數(shù)的縱向切割，得到當(dāng)前圖像對應(yīng)的多個圖像塊。

進(jìn)一步的，上述基于第一當(dāng)前圖像塊和第二當(dāng)前圖像塊進(jìn)行聚類色差分析，確定第一當(dāng)前圖像塊中的多個目標(biāo)聚類中心及每個目標(biāo)聚類中心在第二當(dāng)前圖像塊中對應(yīng)的重構(gòu)簇的步驟，包括：確定第一當(dāng)前圖像塊中的多個指定聚類中心；分別將第二當(dāng)前圖像塊中的每個點作為當(dāng)前點，均執(zhí)行以下步驟：計算當(dāng)前點與每個指定聚類中心之間的色差距離值；將當(dāng)前點歸入最小色差距離值對應(yīng)的指定聚類中心的簇中；將多個指定聚類中心中有當(dāng)前點歸入的指定聚類中心，確定為第一當(dāng)前圖像塊中的目標(biāo)聚類中心；針對每個目標(biāo)聚類中心，將歸入該目標(biāo)聚類中心的當(dāng)前點的集合，作為該目標(biāo)聚類中心在第二當(dāng)前圖像塊中對應(yīng)的重構(gòu)簇。

進(jìn)一步的，上述計算當(dāng)前點與每個指定聚類中心之間的色差距離值的步驟，包括：將每個指定聚類中心作為當(dāng)前聚類中心，均執(zhí)行以下步驟：根據(jù)當(dāng)前點的IPT坐標(biāo)值與當(dāng)前聚類中心的IPT坐標(biāo)值，計算當(dāng)前點與當(dāng)前聚類中心之間的歐式距離值；將歐式距離值作為當(dāng)前點與當(dāng)前聚類中心的色差距離值。