[发明专利]基于多重欠采样实现光学遥感器像能量超频采样的方法

权利要求书

1.基于多重欠采样实现光学遥感器像能量超频采样的方法，其特征在于包括下列步骤：

(1)确定光学遥感器焦面像元尺寸a以及在该像元尺寸下的采样频率f₁和所需采样频率f₂，f₂＞f₁；

(2)计算成像信号的移动步数k和移动步长dx：

k＝f₂/f₁，且向上取整

dx＝a/k

(3)利用采样频率f₁对光学遥感器像能量进行采样得到采样数据矩阵SD；具体实现方法如下：

(3a)利用采样频率f₁对像能量进行采样，得到采样数据SD₁，记为：

SD₁＝[P₁₁P₁₂…P_1n]

其中

P₁₁＝x₁+x₂+…+x_k

P₁₂＝x_k+1+x_k+2+…+x_2k

.

.

.

P_1n＝x_kn-k+1+x_kn-k+2+…+x_kn

P₁₁，P₁₂，…，P_1n为像能量在采样频率f₁下的采样值，n为采样像元数，取正整数，X＝[x₁,x₂…x_kn…]为像能量在采样频率f₂下的采样值；

(3b)将成像信号相对于光学遥感器的焦面移动dx，再利用采样频率f₁对像能量进行采样得到采样数据SD₂，记为：

SD₂＝[P₂₁P₂₂…P_2n]

其中

P₂₁＝x₂+x₃+…+x_k+1

P₂₂＝x_k+2+x_k+3+…+x_2k+1

.

.

.

P_2n＝x_kn-k+2+x_kn-k+3+…+x_kn+1

P₂₁，P₂₂，…，P_2n为像能量在采样频率f₁下的采样值；

(3c)以此类推，将成像信号相对于光学遥感器的焦面第k-1次移动dx，再利用采样频率f₁对像能量进行采样得到采样数据SD_k，记为：

SD_k＝[P_k1P_k2…P_kn]

其中

P_k1＝x_k+x_k+1+…+x_2k-1

P_k2＝x_2k+x_2k+1+…+x_3k-1

.

.

.

P_kn＝x_kn+x_kn+1+…+x_kn+k-1

P_k1，P_k2，…，P_kn为像能量在采样频率f₁下的采样值；

(3d)将步骤(3a)-(3c)得到采样数据SD₁，SD₂…SD_k组成采样数据矩阵SD：

$SD=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{SD}}_1\\ .\\ .\\ {\mathrm{SD}}_r\\ .\\ .\\ {\mathrm{SD}}_k\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccccc}{P}_{11}& \mathrm{..}& P_{1c}& \mathrm{..}& P_{1n}\\ .& & .& & .\\ .& & .& & .\\ P_{r1}& \mathrm{..}& P_{rc}& \mathrm{..}& P_{rn}\\ .& & .& & .\\ .& & .& & .\\ P_{k1}& \mathrm{..}& P_{kc}& \mathrm{..}& P_{kn}\end{array}\right]$

其中，r为小于k的正整数，c为小于n的正整数；

(4)将步骤(3)中得到的采样数据矩阵SD进行数据处理，计算得到采样频率f₂下的采样值X＝[x₁,x₂…x_kn…]，具体计算方法如下：

令得到

$\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\\ .\\ .\\ x_{k-1}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{P}_{1n}/k-(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_{2i}-\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_{1i})\\ P_{1n}/k-(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_{3i}-\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_{2i})\\ .\\ .\\ P_{1n}/k-(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_{ki}-\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_{(k-1)i})\end{array}\right]$

将代入下式得到在采样频率f₂下的采样值X＝[x₁,x₂…x_kn…]：

$X_s=P_{ij}-\underset{h=s-k}{\overset{s-1}{\Σ}}{x}_h$

X_s为采样频率f₂下序号从k到kn的采样值x；

其中P_ij为采样矩阵SD中的值，k<s≤kn，s为正整数，的余数，