多帧图像空间分辨率增强技术研究

【摘要】：图像超分辨率重建技术就是从一系列分辨率较低、质量较差的图像重建空间分辨率更高、质量更好的图像。本文对图像空间分辨率增强技术的前期数据处理、重建算法、重建影像的后处理及其应用等方面进行了研究，并取得一系列有意义的研究成果，主要工作体现如下： 1．对影像超分辨率重建的基本理论和技术实现进行了比较全面、客观的论述；分析了影像的成像过程及影响影像质量的关键因素；探讨了几种常用几何形变模型的形变特征及其内在几何关系； 2．基于影像形变的连续性特征和特征点高精度提取与匹配技术，提出了一种顾及影像局部变形特征的自适应高精度配准算法，并将图形学填充算法引入影像的配准纠正过程中，提高了运动参数估计的精度和效率，为基于遥感影像的超分辨率重建奠定了基础； 3．在小波多分辨率分析与正交小波变换理论的基础上，分析了基于小波的超分辨率插值重建算法，并将该算法成功应用于遥感影像超分辨率重建中，在应用上具有创新性； 4．将图形学中广泛使用的Delaunay三角网引入影像超分辨率重建中，提出了一种能充分利用Delaunay三角网性质且局部可更新的循环插值重建算法—MDTHR算法，试验结果表明该方法具有计算效率高，适合影像数据更新的优点； 5．对基于交错采样型遥感影像的超分辨率重建技术进行了研究，分析了交错采样型CCD传感器的成像原理、成像模型及其重建方法，并对SPOT5超模式影像数据处理的关键技术与流程进行了研究； 6．将岭-压缩组合估计引入重建HR影像的外定向中过程中，并通过摄影测量中的定位理论对超分辨率重建影像的定位精度进行定量评定，证明重建图像的定位精度能得到显著提高； 7．对图像复原的R-L算法进行了研究，讨论了其加速算法及噪声抑制方法，并将其应用于多帧插值重建图像的后处理过程，在实践中取得满意效果； 8．对MAP和POCS这两种空间域方法进行研究，总结了其基本思想与算法流程。在此基础上针对该方法进行了试验，试验结果表明该方法能在遥感影像超分辨率重建中取得比较明显的超分辨率重建效果，在应用上具有创新性； 9．对频率域解混叠方法的理论和算法流程进行了分析，并分别针对不同的试验数据进行频率域超分辨率重建试验，从理论和实践上证明了其正确性和可行性。