[发明专利]高光谱图像的超分辨率重建方法和装置

说明书

本发明提供了一种高光谱图像的超分辨率重建方法和装置，涉及光谱成像的技术领域，包括将低分辨率高光谱图像转换得到的低分辨率RGB彩色图像，与第一高分辨率RGB彩色图像进行邻域匹配，确定每个匹配点在目标高分辨率高光谱图像上的对应相似光谱信息；根据第一高分辨率RGB彩色图像和第二高分辨率RGB彩色图像转换得到的第一高分辨率XYZ图像、第二高分辨率XYZ图像和相似光谱信息的拟合结果，确定每个匹配点在目标高分辨率高光谱图像的真实光谱信息，通过邻域匹配方式对相似光谱进行匹配，保留了原高光谱图像的空间结构信息，可快速重构高分辨率高光谱图像且具有较高的重建精度。

技术领域

本发明涉及光谱成像技术领域，尤其是涉及一种高光谱图像的超分辨率重建方法和装置。

背景技术

光谱成像技术可以同时获取二维空间图像信息和一维光谱信息，被广泛应用于遥感、生物医学等领域。然而目前的光谱仪无法获取较高空间分辨率的光谱图像，在进行光谱信息采集时，空间分辨率与光谱分辨率总有一个平衡，无法兼顾高光谱分辨率的同时达到高空间分辨率。因此为了得到空间分辨率和光谱分辨率都比较高的图像，高光谱图像的空间超分辨率成为热门研究方向。

当前增强高光谱图像的空间分辨率的方法，其中涉及将三维光谱图像转换为二维矩阵的步骤，此种方式对原高光谱图像的空间结构信息造成破坏，与此同时，还对相机应用函数的要求和依赖性较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高光谱图像的超分辨率重建方法和装置，通过邻域匹配方式对相似光谱进行匹配，保留了原高光谱图像的空间结构信息；提出一种新的多项式修正模型对相似光谱进行修正，可快速重构高分辨率高光谱图像且具有较高的重建精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种高光谱图像的超分辨率重建方法，包括：

获取针对同一目标对象的低分辨率高光谱图像、第一高分辨率RGB彩色图像和第二高分辨率RGB彩色图像，其中，第一高分辨率RGB彩色图像于第一光源下采集，第二高分辨率RGB彩色图像于第二光源下采集；

将所述低分辨率高光谱图像按照第一光源条件下转换得到的低分辨率RGB彩色图像，与第一高分辨率RGB彩色图像进行邻域匹配，确定每个匹配点在目标高分辨率高光谱图像上的对应相似光谱信息，其中，所述目标高分辨率高光谱图像为所述低分辨率高光谱图像进行超分辨率重建得到的；

分别将所述第一高分辨率RGB彩色图像和所述第二高分辨率RGB彩色图像转换至XYZ空间，得到第一高分辨率XYZ图像和第二高分辨率XYZ图像；

根据所述第一高分辨率XYZ图像，所述第二高分辨率XYZ图像和所述相似光谱信息的拟合结果，确定所述每个匹配点在目标高分辨率高光谱图像的真实光谱信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

根据所述第一高分辨率RGB彩色图像中每个像素点的相似光谱信息的趋势对所述每个匹配点的真实光谱信息的两端进行修正，得到所述每个匹配点在目标高分辨率高光谱图像的修正光谱信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据所述第一高分辨率RGB彩色图像中每个像素点的相似光谱信息的趋势对所述每个匹配点的真实光谱信息的两端进行修正的步骤，包括：

将所述第一高分辨率RGB彩色图像中每个像素点的相似光谱信息的两端波段趋势迁移至所述每个匹配点的真实光谱信息的两端。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，将所述低分辨率高光谱图像转换得到的低分辨率RGB彩色图像，与第一高分辨率RGB彩色图像进行匹配，确定每个匹配点在目标高分辨率高光谱图像上的对应相似光谱信息的步骤，包括：

将所述低分辨率高光谱图像转换到第一光源下的RGB空间，得到低分辨率RGB彩色图像；