基于遥感图像特征的运动模糊复原方法研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qisucha
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前,卫星遥感技术已经得到了越来越广泛的应用。在遥感卫星成像领域,高分辨率、大幅宽成像已成为研究热点。在面阵CMOS遥感卫星的大幅宽成像过程中,大幅宽图像的获取需要较高的扫描速度。在相机积分时间不变的情况下,扫描速度的提高会导致图像产生运动模糊,从而使成像质量变差。为此需要通过运动模糊复原算法来消除图像的模糊,这样既可以保证图像成像时有足够的积分时间和较高的信噪比,又可以得到清晰的遥感图像。因此,本文的研究重点是基于大幅宽遥感图像特征的运动模糊复原方法。  本文从遥感图像的基本退化模型出发,详细阐述了遥感运动模糊图像复原模型,分析了模糊核的先验信息和估计方法,并且介绍了几种经典的图像反卷积算法,给出了图像质量评价标准。  针对遥感卫星成像领域的高分辨率、大幅宽成像技术在成像时会导致运动模糊的问题,本文提出了一种基于模糊-噪声图像对的遥感运动模糊图像复原方法。该方法利用遥感相机积分时间可调的原理,对于同一地面目标,拍摄一张长积分时间的模糊图像和一张短积分时间的噪声图像。这两张图像信息互补,用恰当的算法便可以复原出一幅高信噪比的清晰图像。首先从模型运算框架上来说,该模糊-噪声图像相结合去模糊的方法可以把一个盲反卷积的问题转化为两个非盲反卷积的问题,即非盲模糊核估计问题和非盲图像反卷积问题。在模糊核估计过程中,利用噪声图像中较为明显的轮廓边缘信息来引导模糊核的估计过程。本文利用一种带增益控制的残差RL反卷积算法可以极大地减小振铃效应的影响,通过引入联合双边滤波器算法,可以有效地复原图像的细节信息并达到边缘保持的目的。最后通过多组实验验证了本算法的鲁棒性和有效性。  由于模糊-噪声图像对复原方法的局限性,本文提出了一种针对单幅遥感运动模糊图像的复原算法。本文的创新点是提出了一种对图像模糊核的优化算法。该算法是一种基于L1范数与L2范数比值作为正则约束项的算法。首先用迭代加权最小二乘法来估计出粗略的模糊核。针对原有模糊核估计不准确和噪声大等缺点,本文引入了一种自适应阈值的方法来进一步优化模糊核减小噪声。具体过程是利用新的目标函数对含噪的模糊核进行重新迭代更新,从而逐步消除模糊核中的噪声。以上措施使得估计到的模糊核更真实,减少了复原后图像中的振铃效应和图像噪声。在得到模糊核后用超拉普拉斯先验模型来进行非盲图像反卷积,最终复原出清晰图像。最后通过多张真实遥感运动模糊图像的去模糊实验,证实了本文所提去模糊算法的可靠性。
其他文献
随着半导体芯片制造技术越来越成熟,大功率半导体激光器得到了越来越广泛的应用,其应用领域包括:光通信、材料加工、国防等。由于其具有非常高的电光转换效率、高的可靠性等优
InAs/GaSbⅡ超晶格红外探测器是一种极具潜力的新型红外探测器,到目前为止,InAs/GaSbⅡ超晶格红外探测器是唯一的理论上探测率超过了碲镉汞材料的红外探测器件。与传统的碲镉汞
在无线传感网络(WSN)中,由于各个传感器节点将传感、数据处理、无线通信和电源集成在一个很小的模块上,功耗是制约着节点寿命的关键因素。模数转换器(ADC)是无线网络传感器节点
气候变化及其对植物生长发育的影响倍受公众和科学界的关注。高山树线交错带(tree-line ecotone)是木本植物在垂直海拔梯度上的最高分布区域,该区域内的木本植物对气候变化具
阿茨海默病(Alzheimer’s Disease,AD)是老年人中最为常见的一种痴呆疾病。该病行为上表现为进行性学习记忆障碍和认知能力下降,病理上表现为胞外β淀粉样肽(beta—amyloid pep
能源问题是当今社会面临的严峻问题,针对这一问题很多解决方案被提出与研究。近年提出的能量收集技术将散布在环境中通常难以得到利用的热能、机械能、光能等转化为电能,储存起
阻变存储器(RRAM)是基于介质材料阻变特性的新型存储器,其器件结构是金属-绝缘体-金属(半导体)的器件结构,利用中间阻变层在外加电场作用下发生不同电阻态间发生可逆转变的效应实
土地利用/覆被变化(Land Use/Cover Change,LUCC)作为全球环境变化研究的核心内容,在近年来取得了很大进展。国际地圈生物圈计划(IGBPⅡ)的土地研究指出,LUCC影响了全球能量平衡
学位
无线能量传输(Wireless Power Transmission)是一种新的能量传输方式,其主要方式为近场线圈耦合或远场天线的发射接收。如今,微波无线能量传输被应用在直升机供电、太阳能卫星
随着互联网上图片数量的高速增长,由于传统的基于文本的图像检索需要人工标注图像,而且文本标注有时不能准确的描述图像内容,所以基于文本的图像检索越来越不能满足人们的需要。