高分辨率视频卫星影像超分辨率重建技术研究

CIOMP OpenIR

	高分辨率视频卫星影像超分辨率重建技术研究
	姚烨
学位类型	硕士
导师	乔彦峰 ; 钟兴
	2018
学位授予单位	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位授予地点	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位名称	硕士
关键词	超分辨率重建凝视成像 MTFC 图像配准模糊核估计
摘要	不同于传统卫星静态成像,视频卫星可以对同一景物连续成像。针对这一这一特性,可提取视频卫星序列图像的帧间不同信息提高图像质量。因此,为了提高图像分辨率,本文应用超分辨率重建这一技术对此展开了研究。超分辨率重建是一种在分辨率受限且不改变原有硬件的情况下,通过计算机方法结合严格的数学物理方法和理论模拟提高图像分辨率的方法,具有比硬件灵活度高、开发周期短、成本低廉,可行性高等优点。其获得的高分辨率图像拥有良好的图像视觉效果,具有广阔的的商业、军事等应用前景,如目标跟踪、检测、识别等。本文针对视频卫星影像,研究了一套主要以超分辨率重建算法为核心的视频卫星可视化系统。主要内容如下:1.提出了视频卫星凝视成像降质模型。本文提出从“主动观点”和“被动观点”的不同角度分析降质模型对超分辨率重建的影响,并针对视频卫星遥感图像这一研究对象,建立主动观点凝视成像降质模型,这一模型以相机姿态为参考系,有效避免传统被动观点信息利用率差、易引入人工误差的缺点。该观点的引入为超分辨率算法提供了理论模型和解决方案,在整个算法中占有重要地位。2.提出了凸集中间映射的多帧超分辨率重建算法。该算法建立在主动观点降质模型上,通过实现基于SIFT算法的图像配准、盲去模糊的模糊核估计步骤后,应用本文提出凸集中间映射超分辨率重建算法实现图像分辨率的提升。该算法通过建立基于中间降质过程的约束集和相应的点投影算子,将点投影算子逐帧修正高分辨率图像灰度值,最终将重建的高分辨率图像约束凸集的交集上。这一重建的提出,使超分辨率图像的模型更加完善,且效果明显。3.文章选择无参考图像像质评价指标对重建图像进行评价。该评价使超分辨率重建这套系统得以完整。基于这些指标,类比多组对比实验,并进行大量数据的实验测试以验证算法有效性。4.提出了基于MTFC的单帧图像超分辨率图像算法。通过本文提出的改进倾斜刃边法实现了卫星图像调制传递函数的在轨测量,以及维纳滤波实现调制传递函数补偿及单帧图像超分辨率重建,最终,既起到实时监控卫星在轨图像像质的作用,又能起到调制传递函数补偿及分辨率的提升的作用。综上,本文开发了一套完整的超分辨率重建系统。这一系统,也发展了调制传递函数测量与补偿、图像复原、图像配准、图像相同区域提取、像质评价等相关功能。该系统的建立,对提高视频卫星图像分辨率具有重要的理论创新及应用价值。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/61584
专题	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	姚烨. 高分辨率视频卫星影像超分辨率重建技术研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所). 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2018.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
高分辨率视频卫星影像超分辨率重建技术研究（11509KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文