[发明专利]基于多角度、多分辨率的影像超分辨率重建方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种基于多角度、多分辨率的影像超分辨率重建方法及装置。 

背景技术

遥感是指运用传感器对物体的电磁波辐射、反射特性进行非接触的、远距离探测，并根据其特性对物体的性质、特征和状态进行分析的理论、方法和应用的科学技术。随着传感器技术、航空航天技术和数据通讯技术的不断发展，现代遥感技术已经进入一个能动态、快速、多平台、多时相、高分辨率地提供对地观测数据的新阶段。 

随着社会经济的发展，遥感技术在城市发展、地表监测等多个行业得到应用，应用的深入使得各领域对遥感数据越来越表现出高精度、高时效性的需求，特别是对遥感影像的空间分辨率有着越来越高的需求。虽然遥感平台和传感器技术的进步使得卫星获取遥感影像的能力越来越强、卫星影像的分辨率越来越高。但是，卫星影像分辨率的提高速度呈现减缓的趋势。影像分辨率的进一步提高，存在两个方面的限制：一是卫星传感器的分辨率提高依赖于：电荷耦合元件（Charge-coupled Device，简称为CCD）传感器单位面积上感光单元数量的增加，势必造成单个感光面元面积的减少，过小 的感光单元接收的信号受噪声影响越大，所以感光单元的最小面积存在一个技术上的极限，目前的遥感卫星技术已经基本接近这一极限；二是研究生产高分辨率的卫星传感器需要耗费大量的资金和人员投入，这一现实因素，同样限制了高分辨率遥感卫星的发展。 

传统图像重建与恢复技术仅作用于单幅图像，无法利用额外的信息，影像重建效果不能达到应用需求。一种在不改变硬件条件的前提下，仅通过软件手段提高图像分辨率的技术，也即图像超分辨率重建技术成为了研究的热点。超分辨率重建突破了传统方法的束缚，提出利用多幅影像之间的信息互补来重建高分辨率影像。 

超分辨率重建是利用一系列具有互补信息的低分辨率影像，获得比单幅影像所能提供的更多的额外信息，并通过某种方式把信息融合到影像中，最终重建得到一幅高分辨率影像的技术。超分辨率重建技术首先采用的是频域方法，是由一序场景面貌经过平移的低分辨率图像来重建一幅高分辨率图像。之后有人不断对频域方法进行改进.以扩大这类方法的适用范围。但这类方法只能局限于全局平移运动和线性空间不变降质模型，而且包含空域先验知识的能力有限。后来有人提出多种空域超分辨率重建方法。空域方法与其他图像处理方法相结合又派生出许多新的影像超分辨率重建方法。 

目前，对于影像超分辨率重建方法而言，由于使用的条件不一样，对于具体情况的实用性存在不足，其处理的往往是相同分辨率的多张影像，即使是处理拍摄角度不同的影像或分辨率不同的影像，也往往采用常规的图像配准之后使用常规方法重建，没有充分利用原始影像之间分辨率或角度差异上的互补信息。特别地，对于近期出现的多角度立体卫星（比如国家的资源三号高分辨率立体测绘卫星，其采用前、后、正视三线阵结构，三个传感器同时记录同一场 景同一时间三个角度的影像），基于现有方法的影像超分辨率重建在充分利用有用信息方面存在不足。 

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于多角度、多分辨率的影像超分辨率重建方法及装置，以至少解决上述问题之一。 

根据本发明的一个方面，提供了一种基于多角度、多分辨率的影像超分辨率重建方法。 

根据本发明的基于多角度、多分辨率的影像超分辨率重建方法包括：对用于重建的多幅图像执行全局辐射配准处理；在所述多幅图像中确定多分辨率的图像的像素几何对应关系，获取非正视角度图像对应的几何纠正后图像；基于预定的空间约束准则，通过图像外推分别获取各个非正视角度图像与正视图像的超分辨率重建图像。 

根据本发明的另一方面，提供了一种基于多角度、多分辨率的影像超分辨率重建装置。 

根据本发明的基于多角度、多分辨率的影像超分辨率重建装置包括：配准处理模块，用于对用于重建的多幅图像执行全局辐射配准处理；第一获取模块，用于在所述多幅图像中确定多分辨率的图像的像素几何对应关系，获取非正视角度图像对应的几何纠正后图像；第二获取模块，用于基于预定的空间约束准则，通过图像外推分别获取各个非正视角度图像与正视图像的超分辨率重建图像。 

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：基于多角度、多分辨率的遥感图像超分辨率重采样方案，实现了多分辨率、多角度图像超分辨率重建，提高了超分辨率图像重建的信息完整度。 

附图说明

图1为根据本发明实施例的基于多角度、多分辨率的影像超分辨率重建方法的流程图；