基于机器学习的遥感图像超分辨综述
2021-07-14张凯兵
计算机工程与应用 2021年13期
李 正,刘 薇,张凯兵
西安工程大学 电子信息学院,西安710048
目前,遥感成像技术已广泛应用于目标匹配与检测、土地覆盖分类、超分辨土地覆盖制图、城市经济水平评价、资源勘查等方面[1]。然而,由于遥感图像的拍摄往往覆盖广阔的空间面积,即使图像整体具有高的空间分辨率,分配到单个空间景物的分辨率仍难以将其清晰呈现,导致目标测量及识别时的误差,这也成为限制其应用的关键瓶颈之一[1-2]。
提高遥感图像的空间分辨率需要面对实现和价格两方面的困难[3]。因此,通过软件算法将已有低分辨率遥感图像重建成高分辨率遥感图像[2-4],成为解决该问题的另一可行出路,代表为超分辨率图像重建技术。
超分辨(Super-Resolution,SR)的思想是20 世纪60年代提出的[5]。超分辨重建的一般思路是模拟退化过程,重建求解HR(High Resolution)图像为退化模的逆过程。图像退化的公式可表示为:

其中,g代表LR 图像,H表示退化矩阵,H由下采样矩阵、模糊矩阵、运动扭曲矩阵共同构成,z表示原始HR图像,n代表着随机高斯白噪声。
早期的针对遥感图像的SR 方法可大致分为:基于插值、基于重建和基于学习的方法。基于插值的方法[6-8]是非迭代的空域超分辨率重建方法,其核心是先将LR遥感图像配准到HR图像的网格上,然后运用非均匀插值得到HR遥感图像每一个像素的值。基于重建的遥感SR方法[9-10]通常是需要将HR图像退化处理为LR图像,研究HR细节在低分辨下的表现,建立对应关系,最后构建模型来反应这种关系。典型的遥感SR重建算法是Li等[11]建立的小波域内的隐马尔可夫链模型。……
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