[发明专利]基于光谱保真度的高光谱图像超分辨率形成方法和系统

权利要求书

1.一种基于光谱保真度的高光谱图像超分辨率形成方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取一个区域的多个低分辨率图像，对于该区域的低分辨率图像：将多个低分辨率图像整合为一个高分辨率图像；选择其中一幅低分辨率图像作为基准图像，根据基准图像建立高分辨率格网；

S2、将步骤S1获取的其余低分辨率图像进行配准转化为参考图像坐标系，将所有图像投影到步骤S1所述高分辨率格网中，获得非均匀采样数据；

S3、对所述高分辨率格网每一个网格作为一个像素点，对所有的像素点使用鲁棒归一化卷积进行卷积运算，将计算结果作为当前像素点的像素值，当所有像素点完成鲁棒归一化卷积运算后，将所有的组成第一次重建估计图像

S4、从n＝1开始判断所述重建估计图像当前像素点的局部邻域各向异性测度函数A_n值是否大于预设的阈值，若是则继续步骤S5，若否，则进行步骤S5’；

S5、构建自适应结构的适应度函数a_n，对当前像素点邻域进行调整；继续步骤S6；

S6、对邻域调整后的像素点进行误差逼近的自适应归一化卷积计算，当误差逼近函数值达到预设的阈值时，将自适应归一化卷积计算结果作为当前像素点的像素值；继续步骤S7；

S5’、保持适应度函数不变；继续步骤S6’；

S6’、对所述高分辨率格网所有的像素点使用鲁棒归一化卷积进行卷积运算，得到像素值，继续步骤S7；

S7、将n更新为n+1；判断所有像素点是否计算完毕，若是，则进行步骤S8，若否，则返回步骤S4；

S8、当所有像素点像素值计算完毕，将所有像素点的像素值组成高分辨率图像。

2.根据权利要求1所述一种基于光谱保真度的高光谱图像超分辨率形成方法，其特征在于，步骤S3中所述鲁棒归一化卷积包含如下步骤：

S31、用(X_n,Y_n)表示第n个像素点位置S_n相对于邻域中心位置S₀(X₀,Y₀)的局部坐标，以S₀为中心的局部邻域内像素的灰度值近似等于多项式展开得到

其中，P(S₀)＝[p0 p1 … pm]^T表示中心位置S₀的多项式展开的系数向量；

S32、构建鲁棒归一化卷积误差函数判断e(s₀)的值是否小于预设的阈值时，若是，则将作为当前像素点的像素值；其中，为确信度函数，为适用度函数。

3.根据权利要求2所述一种基于光谱保真度的高光谱图像超分辨率形成方法，其特征在于，步骤S6中自适应归一化卷积包含如下步骤：

S61、构建自适应归一化卷积误差逼近函数为其中光谱保真函数为σ_g表示局部的平滑尺度；确信度函数为σr表示邻域尺度；

S62、使用误差逼近函数对当前像素点进行最小二乘估计，当满足均方误差最小时，停止迭代，即进行自适应归一化卷积计算，将卷积计算结果作为当前像素点的像素值。

4.根据权利要求1所述一种基于光谱保真度的高光谱图像超分辨率形成方法，其特征在于，步骤S4中所述各向异性测度函数A_n的生成包含如下步骤：

S41、对所述初始高分辨率图像的x和y方向分别进行求导，得到x和y方向导数值和由和构造梯度结构张量矩阵

S42、通过步骤S41所述梯度结构张量矩阵求出矩阵的特征值λ_u和λ_ν和矩阵的特征向量u和v；

S43、根据步骤S5所述的矩阵特征值构建各向异性测度函数并求出当前像素点局部邻域各向异性测度函数A_n的值，其中