[发明专利]GOCI水色图像洋流流场的确定方法和装置

权利要求书

1.GOCI水色图像洋流流场的确定方法，其特征在于，包括：

获取第一时间点对应的第一GOCI水色图像和第二时间点对应的第二GOCI水色图像，所述第一时间点和第二时间点存在预设时间范围内的时间差；

利用预先训练的超分辨率重建稀疏表示字典，分别对所述第一GOCI水色图像和所述第二GOCI水色图像进行超分辨率重建；

根据超分辨率重建后的第一GOCI水色图像和第二GOCI水色图像确定对应区域的洋流流场。

2.根据权利要求1所述的GOCI水色图像洋流流场的确定方法，其特征在于，所述超分辨率重建稀疏表示字典通过以下方式训练得到：

以预设数量的GOCI水色图像对作为训练样本，其中，所述GOCI水色图像对包括高分辨率GOCI水色图像以及对对应的高分辨率GOCI水色图像进行降采样后得到的低分辨率GOCI水色图像，并以低分辨率GOCI水色图像作为所述超分辨率重建稀疏表示字典的输入，输出重建后的高分辨率GOCI水色图像，对预先构建的超分辨率重建稀疏表示字典进行训练；

将输出的重建后的高分辨率GOCI水色图像与训练样本中对应的高分辨率GOCI水色图像进行对比，计算损失函数，响应于损失函数大于预设阈值，对预先构建的超分辨率重建稀疏表示字典的参数进行调整；

重复上述过程，直到输出的重建后的高分辨率GOCI水色图像与训练样本中对应的高分辨率GOCI水色图像的损失函数小于预设阈值，完成对超分辨率重建稀疏表示字典的训练。

3.根据权利要求2所述的GOCI水色图像洋流流场的确定方法，其特征在于，所述根据超分辨率重建后的第一GOCI水色图像和第二GOCI水色图像确定对应区域的洋流流场，包括：

根据预设缩放层级倍数对超分辨率重建后的第一GOCI水色图像和第二GOCI水色图像进行缩小，在缩小后的水色图像上进行初步MCC匹配，以预设步长为半径，确定对应的匹配区域；

在超分辨率重建后的第一GOCI水色图像和第二GOCI水色图像上对应所述匹配区域的区域内进行精确的MCC匹配，确定洋流流场。

4.根据权利要求3所述的GOCI水色图像洋流流场的确定方法，其特征在于，所述MCC匹配包括以下步骤：

给定两个待计算的图像，将第一张图像作为模板图像，第二张图像作为待检索计算图像，对于模板图像中的匹配区域，在待检索计算图像中划定搜索范围作为检索窗口，选定初始匹配窗口，对检索窗口中的匹配窗口进行移动，通过比较MCC相关系数的大小确定最后的匹配窗口，匹配位置为MCC最大值的位置，其中，MCC相关系数的计算公式如下：

其中，(i,j)为匹配窗口的中心位置，p(i,j)为匹配窗口在模板图像中像素坐标为(i,j)的灰度值，M和N为窗口的大小，为以(i,j)为中心的匹配窗口的灰度值平均值，(i+k,j+l)为初始匹配窗口的中心位置，q(i+k,j+l)为匹配窗口在待检索计算图像中像素坐标为(i+k,k+l)的灰度值，m和n为待检索计算图像中匹配窗口的检索范围大小。

5.根据权利要求4所述的GOCI水色图像洋流流场的确定方法，其特征在于，所述确定洋流流场，包括：

计算得到对应区域每个像素点的流速值与方向：

其中，流速值通过以下公式确定：

方向值通过以下方式确定：

v为估算的流速值，x与y分别为x轴和y轴方向的估算位移，T为图像对的时序时长，s为图像的分辨率。

6.根据权利要求3所述的GOCI水色图像洋流流场的确定方法，其特征在于，所述利用预先训练的超分辨率重建稀疏表示字典，分别对所述第一GOCI水色图像和所述第二GOCI水色图像进行超分辨率重建，包括：

采用预先训练的两个缩放倍数不同的超分辨率重建稀疏表示字典对所述第一GOCI水色图像和所述第二GOCI水色图像进行超分辨率重建，生成与所述第一GOCI水色图像对应的中分辨率图像和高分图像，以及与所述第二GOCI水色图像对应的中分辨率图像和高分图像。