本文關(guān)鍵詞：基于微小衛(wèi)星星座的高分辨率圖像重構(gòu)技術(shù)研究

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【摘要】：隨著高分辨率遙感圖像在軍民范疇內(nèi)的普遍應(yīng)用,對于圖像分辨率的要求越來越高。如何低成本獲得高分辨率遙感圖像已是如今航天航空遙感領(lǐng)域研究的熱門。本文提出一種利用圖像配準(zhǔn)與重構(gòu)技術(shù)來提高微小衛(wèi)星圖像分辨率的方法,主要包括以下內(nèi)容:首先,對微小衛(wèi)星的成像理論基礎(chǔ)和圖像獲取方法進行研究。從光電成像系統(tǒng)的理論分析入手,說明本文提出的提高微小衛(wèi)星圖像分辨率方法的可行性與有效性;針對微小衛(wèi)星星座中單顆衛(wèi)星自身的特性以及多顆衛(wèi)星之間的聯(lián)系,提出兩種獲取多幀互有位移的微小衛(wèi)星序列圖像的方法。其次,分析比較幾種典型的亞像元級圖像配準(zhǔn)算法。文中采用基于最大互信息法、基于SIFT特征匹配法、基于SURF特征匹配法和Keren亞像元級圖像配準(zhǔn)法四種配準(zhǔn)方法,并通過仿真實驗對四種方法進行分析比較。結(jié)果表明Keren配準(zhǔn)算法的配準(zhǔn)誤差小于0.1個像素,是最適合本文對微小衛(wèi)星序列圖像進行處理的配準(zhǔn)算法。然后,提出兩種序列圖像插值重構(gòu)方法。針對配準(zhǔn)整像素后相互只具有亞像元級位移的多幀低分辨率序列圖像,提出順序加權(quán)排列法與迭代分解像元法兩種插值重構(gòu)方法,從而達到提升微小衛(wèi)星遙感圖像空間分辨率的目的。最后,通過圖像質(zhì)量評價與實驗分析來驗證方法的有效性。為了模擬微小衛(wèi)星圖像并驗證本文方法的有效性,分別設(shè)計了仿真實驗、實驗室拍攝實驗與外景拍攝實驗,得到一系列互有微小位移的低分辨率序列圖像。針對得到的序列圖像使用Keren亞像元級配準(zhǔn)法進行圖像配準(zhǔn),配準(zhǔn)整像素后分別運用順序加權(quán)排列法和迭代分解像元法對其進行圖像重構(gòu),并對得到的高分辨率圖像采用峰值信噪比、信息熵等評價方法進行圖像質(zhì)量評價。結(jié)果表明,通過插值重構(gòu)得到的圖像其空間分辨率提高了近一倍,而且保留了充足的細(xì)節(jié)信息,可以有效地提高微小衛(wèi)星圖像的空間分辨率。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP751

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本文編號：1286512