基于刃边法的遥感图像重建方法研究

发布时间：2018-11-27 07:12

【摘要】：遥感图像已经越来越成为空间地理信息的重要数据源。但是,由于宇宙空间辐射、昼夜温差冲击、大气环境复杂多变等诸多因素,导致遥感图像数据在获取、传输和存储过程中发生失真。退化的遥感图像严重影响了遥感数据的后续应用。因此,研究遥感图像的重建工作尤为重要。目前,大多数重建算法需要预先掌握成像系统和退化图像的先验知识,甚至有些重建算法需要已知卫星传感器的平台参数和光学参数等。而这些先验知识在某些情况下很难获得,这就限制了有些重建方法的应用范围,同时也限制了遥感图像数据的后期应用。因此,研究不依赖于或较少依赖于先验参数的遥感图像重建算法成为亟待解决的问题。为了解决遥感图像重建过程中存在的这些问题,进一步提升图像质量,本论文展开了如下几方面的研究工作。(1)总结已有的光学成像系统点扩散函数的测量方法,并在原有传统刃边法测量点扩散函数的基础上进行改进,研究一种新型的刃边选取方法,更好地拟合成像系统点扩散函数。该方法结合Canny算子和Hough变换算子,不含人为因素地、一定程度上自适应地从待重建图像中提取刃边进行点扩散函数拟合。该方法对于图像中的边缘为单线响应,检测精度高,有利于点扩散函数的精确拟合。(2)利用最小二乘法拟合待重建遥感图像中的刃边,计算刃边区域像素点到刃边的距离;选用Fermi函数拟合边缘扩展函数曲线;对Fermi函数求导,得到其导数,即为线扩展函数;由点扩散函数的可分离变量性质,拟合计算出系统的点扩散函数。(3)建立遥感图像的成像模型和重建模型,由全链路分析遥感图像质量退化的因素;研究基于全变分正则化的图像重建算法,该算法不仅适用于全变分离散化的各向异性形式也适用各项同性形式,算法通过改变变量的收敛性而改变算法的收敛性质,并通过附加项加快算法的收敛速度。(4)研究一种新型的基于Hough变换的方法确定待重建图像的模糊类型为离焦模糊或运动模糊;以单刃边拟合点扩散函数为基础,进一步提出了双刃边、多刃边和弯曲刃边等刃边方法拟合系统点扩散函数方法,提高拟合精度。(5)针对分别含有离焦模糊和运动模糊的多幅遥感图像进行重建仿真。确定图像的模糊类型,从单刃边、双刃边、多刃边和弯曲刃边等方法中选取合适的点扩散函数拟合方法,通过全变分正则化算法重建遥感图像。(6)对本文所做的工作进行了总结,提出存在的不足,并对工作做出了进一步展望。文章从测量点扩散函数、建立全链路成像模型和重建模型的思路展开,基于刃边法、Canny算子、Hough变换和全变分正则化等方法,研究了一种改进的、无需已知遥感成像系统参数、仅依赖图像本身信息就可重建遥感图像的算法。不仅从理论上验证了本文算法的可行性,还进行了大量的实验仿真,结果证明了算法的有效性,对现有遥感图像重建算法面临的问题提出了有益思路和研究方向。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP751

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本文编号：2359815