遥感图像的超分辨率图像重建技术频域方法的研究

论文摘要

二十世纪六十年代,遥感技术作为一门新兴的综合性探测技术蓬勃发展起来。而遥感图像处理技术的研究是遥感技术中的一项十分重要的内容。由于成像设备硬件制造技术方面的原因,使得所获取的数字图像是地面信息的欠采样,从而得不到理想的高分辨率的图像。另一方面,由于光照大气及平台和地球之间的相对运动,也使成像产生模糊和降质,降低图像分辨率。提高遥感图像的分辨率一直是人们追求的目标,实现这一目标的有效途径之一便是采用基于信号处理的软件方法,其基本原理是应用同一地区多幅重复观测图像之间的互补信息,用超分辨率重建算法重建高分辨率图像。本文主要研究内容是超分辨率重建频域方法,实现了频谱解混叠算法和小波分形插值算法。对频谱混叠效应和分形理论在重建过程中的作用进行了深入的分析。本文首先介绍了超分辨率重建的发展历程、发展趋势及其研究意义,论述了超分辨率重建方法的基本原理和可行性分析。接下来重点分析了导致频谱混叠现象的原因,同时在频率域重建方法的理论基础,实现了频谱解混叠算法,给出图像重建模型,并通过试验进行实现和验证。之后着重介绍了小波理论和分形理论,指出它们在图像分析领域的优越性,并实现了基于小波和分形算法的超分辨率图像重建,并利用试验模拟的低分辨率图像进行验证。重建结果表明,该算法不论在主观视觉上还是客观上都取得了较好的效果。论文的最后对本课题进行了总结和展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景与项目依托
• 1.2 超分辨率图像重建技术概述
• 1.3 超分辨率图像重建的理论依据
• 1.3.1 理论依据
• 1.3.2 图像间相异信息存在的直观体现
• 1.4 超分辨率图像重建的意义
• 1.5 本文主要研究内容及结构安排
• 2 超分辨率图像重建方法的研究现状
• 2.1 频率域超分辨率图像重建方法
• 2.1.1 频率域重建方法的基本流程
• 2.1.2 频率域超分辨率图像重建方法
• 2.2 空间域超分辨率图像重建方法
• 2.2.1 空间域重建方法的基本流程
• 2.2.2 空间域超分辨率图像重建方法
• 2.3 本章小结
• 3 频谱解混叠算法
• 3.1 采样定理
• 3.2 频谱混叠现象
• 3.3 相位相关法
• 3.4 频谱解混叠重建算法
• 3.5 频谱解混叠算法的实现
• 3.6 试验结果与分析
• 3.7 本章小结
• 4 小波分形插值算法
• 4.1 小波理论
• 4.1.1 连续小波变换
• 4.1.2 离散小波变换
• 4.1.3 多分辨率分析
• 4.2 分形理论
• 4.2.1 分形几何学的引出和发展
• 4.2.2 分形的定义
• 4.2.3 分形维数的定义与计算
• 4.2.4 分形行为识别
• 4.3 小波分形插值算法的实现
• 4.3.1 参数H 和参数σ
• 4.3.2 Gauss 随机变量G
• 4.3.3 分形插值算法
• 4.3.4 基于小波分形插值的图像重建算法的实现
• 4.4 试验结果与分析
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录