线阵CCD亚像元超分辨率重建方法研究

发布时间：2017-05-29 13:11

  本文关键词：线阵CCD亚像元超分辨率重建方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：人类文明的发展已经进入了信息化时代,人类活动中地理和空间信息占据总信息的80%,遥感技术获取信息高效、快速,各个国家和企业都在大力发展遥感技术,研究高分辨率的遥感图像是遥感技术中的核心和热点内容。纯硬件、纯软件的方法都不能非常有效的提高图像分辨率。将软、硬件方法相结合,发展起来的亚像元超分辨率成像技术可以低成本实现高分辨率图像获取的需求。本文分析了多种亚像元高分辨率重构采样模式,并实验模拟采样过程和图像重建过程,从硬件条件、效率、成本等多角度分析多种亚像元超分辨率重构采样模式。介绍了实现超模式采样,即亚像元采样模式中两个探测器错开半个像元的技术方法。针对超模式采样,分析了多种传统的亚像元图像超分辨率重建方法的特点。针对传统的重建方法中存在的边缘锯齿现象,提出了全插值的亚像元重建方法,实验结果验证了该方法的有效性。在全插值亚像元重建方法的思想基础上,将其与双线性插值、B样条插值和边缘检测结合,提出了三种改进的全插值亚像元超分辨率重建方法。从人眼主观视觉、客观的质量评价参数和时间复杂度三个方面分析了不同的重建方法的优缺点并分析了其产生原因。利用某二值图像、细节图像和遥感图像,进行了实验模拟。结果表明,本文所提出的全插值法、改进的全插值法能够有效的提高亚像元重建图像的质量。相对传统的重建方法,本文所提出的方法处理的更加快速有效。
【关键词】：亚像元成像技术 超分辨率重建 全插值法 超模式采样
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P237
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 引言10-18
• 1.1 课题研究背景与意义10-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 国外研究现状13-15
• 1.2.2 国内研究现状15-16
• 1.3 应用前景16
• 1.4 论文研究内容和结构安排16-18
• 第二章 线阵CCD亚像元成像技术18-46
• 2.1 遥感图像成像模型18-20
• 2.2 采样定理20-24
• 2.3 分辨率的影响因素24-27
• 2.3.1 光学系统分辨率25
• 2.3.2 探测器分辨率25-26
• 2.3.3 其他因素26-27
• 2.4 提高分辨率的方法27-30
• 2.4.1 纯硬件方法27-29
• 2.4.2 纯软件方法29
• 2.4.3 软硬结合的方法29-30
• 2.5 线阵CCD亚像元采样模式30-41
• 2.5.1 超模式采样30-33
• 2.5.2 高模式采样33-35
• 2.5.3 推扫减速采样模式35-36
• 2.5.4 斜模式采样36-40
• 2.5.5 其它亚像元采样模式40-41
• 2.6 不同采样模式分析41-43
• 2.7 实现亚像元错位的技术途径43-44
• 2.8 本章小结44-46
• 第三章 亚像元超分辨率重建方法研究46-60
• 3.1 超分辨率重建算法概述46
• 3.2 亚像元重建基本原理46-47
• 3.3 传统的亚像元重建方法47-53
• 3.3.1 最近邻插值48
• 3.3.2 双线性插值48-50
• 3.3.3 三次B样条曲线插值50-52
• 3.3.4 三次B样条曲面插值52-53
• 3.4 本文方法53-58
• 3.4.1 全插值法53-54
• 3.4.2 全插值法结合双线性插值54-55
• 3.4.3 全插值法结合B样条插值55-56
• 3.4.4 边缘自适应的全插值法56-58
• 3.5 本章小结58-60
• 第四章 实验结果与分析60-76
• 4.1 图像质量评价概述60-61
• 4.2 亚像元图像质量评价参数61-64
• 4.3 亚像元成像方法评价与分析64-75
• 4.3.1 二值图像64-67
• 4.3.2 细节图像67-71
• 4.3.3 遥感图像71-75
• 4.4 本章小结75-76
• 总结与展望76-78
• 参考文献78-82
• 作者在学期间发表的学术论文与研究成果82

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