[發明專利]一種火星遙感圖像增強方法與裝置

在審

• 申請號: 202210680343.1
• 申請日: 2022-06-16
• 公開（公告）號: CN115205141A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 李甲;李紅雨;趙沁平
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京唯智勤實知識產權代理事務所(普通合伙) 11557
• 代理人: 孫姣

1.一種火星遙感圖像增強方法，包括：

步驟S100，獲取火星環繞器拍攝的多個清晰火星遙感圖像，使用沙塵渲染方法對每個清晰火星遙感圖像生成多個對應的帶有沙塵的圖像，其中，清晰火星遙感圖像是指未被沙塵遮擋的圖像；

步驟S200，使用所生成的各個多個清晰沙塵圖像對，訓練深度神經網絡，得到訓練完成的神經網絡，其中，多個清晰沙塵圖像對中的清晰沙塵圖像對是清晰火星遙感圖像和對應該清晰火星遙感圖像的帶有沙塵的圖像組成的圖像對；

步驟S300，將真實的帶有沙塵的圖像輸入訓練完成的神經網絡，經過一個卷積神網絡層和兩個二倍下采樣層降低真實的帶有沙塵的圖像的空間分辨率并擴展通道維度，得到特征圖；

步驟S400，將特征圖依次經過三個密集深度卷積模塊提取特征；

步驟S500，將提取的特征經過兩次上采樣操作和一次卷積操作，以將空間分辨率和通道維度還原為與真實的帶有沙塵的圖像的空間分辨率和通道維度相同，其中，訓練完成的神經網絡的輸出是對真實的帶有沙塵的圖像的清晰重建結果，清晰重建結果是將真實的帶有沙塵的圖像轉變為未被沙塵遮擋的圖像的結果。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，沙塵渲染方法包括以下步驟：

對于每個清晰火星遙感圖像，通過物理散射模型生成對應的帶有沙塵的圖像：

其中，X表示像素位置，λ表示光的波長，H表示帶有沙塵的圖像的強度值張量，H(x，λ)表示帶有沙塵的圖像中像素位置X處波長為λ的光的強度值，C表示清晰火星遙感圖像的強度值張量，C(x，λ)表示清晰火星遙感圖像中像素位置X處波長為λ的光的強度值，表示透射率張量，表示像素位置X處波長為λ的光的透射率，表示全局光照，表示波長為λ的光的全局光照；

其中，的生成過程為：

其中，α表示沙塵強度參數，M表示沙塵強度張量，M(x)表示像素位置X處的沙塵強度，M由固定參數的2維柏林噪聲生成；

其中，的生成過程為：

其中，φ表示顏色修正系數，φ(λ)表示波長為λ的光的顏色修正系數，λ₀表示使得清晰火星遙感圖像的強度值取得最大值時的光的波長，C(x，λ₀)表示清晰火星遙感圖像中像素位置X處波長為λ₀的光的強度值，表示清晰火星遙感圖像中的所有波長的強度值中的最大強度值；

其中，φ(λ)計算過程如下：

其中，表示多個真實的帶有沙塵的圖像中重度沙塵區域的集合，表示多個真實的帶有沙塵的圖像中重度沙塵區域的數量，H′表示真實的帶有沙塵的圖像的重度沙塵區域，|H′|表示真實圖像重度沙塵區域的像素數量總和，H′(x，λ)表示H′中像素位置X處波長為λ的光的強度值，表示H′中所有波長的光的最大強度值。