本文關鍵詞：基于微小衛(wèi)星星座的高分辨率圖像重構技術研究

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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域研究的熱門。本文提出一種利用圖像配準與重構技術來提高微小衛(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亞像元級圖像配準法四種配準方法,并通過仿真實驗對四種方法進行分析比較。結果表明Keren配準算法的配準誤差小于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算法。然后,提出兩種序列圖像插值重構方法。針對配準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,提出順序加權排列法與迭代分解像元法兩種插值重構方法,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亞像元級配準法進行圖像配準,配準整像素后分別運用順序加權排列法和迭代分解像元法對其進行圖像重構,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。結果表明,通過插值重構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。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP751

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本文編號：1286512