DMC卫星图像MTF分析及其复原方法研究

复原退化模糊图像是遥感图像处理的研究重点。对成像系统的调制传递函数(MTF)进行了研究,分析了调制传递函数的基本理论。讨论了一种近似测定成像系统调制传递函数的方法,通过有限采样,曲线拟合,傅立叶变换,规格化的一系列处理得到图像获取、传输过程中的点扩展函数(PSF)。提取完整光滑的调制传递函数曲线,在频域中对图像进行去卷积复原,分析和评价了复原结果。将该方法应用于DMC卫星图像,图像质量得到明显提高,收到较好的复原效果。     

多特征的POCS图像超分辨率重建方法

针对传统凸集投影(POCS)方法重建图像存在边缘保持能力不足、细节丢失的问题,该文提出了一种多特征的凸集投影超分辨率重建方法。首先,根据局部相似性特征和图像的梯度特征构建参考帧,以保持图像的边缘细节特征。然后,运用光流法对上采样后的序列低分辨率(LR)图像和参考帧进行配准,同时利用比值稀疏约束模型估计参考帧的点扩散函数(PSF),并获取点扩散函数作用窗口的中心坐标和点扩散函数作用窗口的范围。最后利用参考帧和点扩散函数生成重建图像的初始估计,根据重建图像残差对参考帧进行修正,最终得到重建图像。为验证本文算法的有效性和鲁棒性,分别与上采样、迭代反投影、凸集投影几种重建方法进行实验对比,实验表明本文算法重建结果在主观和客观评价方面明显优于其它方法,本文算法可行。     

贝叶斯原理在遥感影像恢复中的应用

总结了遥感影像数据获取、传输和存储过程中引起影像退化的原因。根据信号处理中的概率统计理论,推导出了一种可以不依赖目标成像模型的遥感影像去模糊算法。实验结果表明,该算法具有较强的影像恢复能力和抗噪能力,对于缺乏点扩散函数先验知识的模糊遥感影像更加适用。     

贝叶斯原理在遥感影像恢复中的应用

总结了遥感影像数据获取、传输和存储过程中引起影像退化的原因.根据信号处理中的概率统计理论,推导出了一种可以不依赖目标成像模型的遥感影像去模糊算法.实验结果表明,该算法具有较强的影像恢复能力和抗噪能力,对于缺乏点扩散函数先验知识的模糊遥感影像更加适用.     

改进APEX算法在图像增强中的应用

APEX是一种基于快速傅立叶变换的直接盲解卷积算法,能够快速复原复杂纹理图像。该算法适用于平移不变且以2维放射对称Le’vy Stable概率密度函数(G类点扩散函数)作为卷积核的图像。论述了A-PEX算法的原理,并针对APEX在适应性和稳定性方面的不足提出了改进方法。实验表明,改进的APEX算法能够有效应用在多种真实模糊图像上,增强图像对比度和锐化图像细节,使图像的视觉效果得到明显改善。     

改进APEX算法在图像增强中的应用

APEX是一种基于快速傅立叶变换的直接盲解卷积算法,能够快速复原复杂纹理图像.该算法适用于平移不变且以2维放射对称Le'vy Stable概率密度函数(G类点扩散函数)作为卷积核的图像.论述了APEX算法的原理,并针对APEX在适应性和稳定性方面的不足提出了改进方法.实验表明,改进的APEX算法能够有效应用在多种真实模糊图像上,增强图像对比度和锐化图像细节,使图像的视觉效果得到明显改善.     

基于柯西分布的单幅图像深度估计

单幅图像深度估计是目前计算机视觉和计算机图形学中的一个挑战性问题。基于柯西分布的点扩散函数模型(point spread function,PSF),给出了一种以计算物体图像边沿散焦模糊量实现单幅图像场景深度估计的方法。将原始散焦图像分别用两个柯西分布核重新模糊,用两模糊图像的梯度比值计算边沿散焦模糊量,得到稀疏深度估计,再通过内插方法取得场景的全深度估计。多种真实场景图像的实验结果表明,本方法能够从非标定单幅散焦图像中较好地估计场景深度,且对图像噪声、边沿误差和邻近边沿的干扰具有较好的鲁棒性,综合性能优于现有基于高斯PSF模型的方法;同时,验证了也可用非高斯模型建模PSF。     

优化点扩散函数估计与稀疏约束的图像盲复原

在卫星光学图像盲复原问题中,点扩散函数的估计和复原模型选择对结果影响很大。针对点扩散函数模板估计困难的问题,该文在分析图像中近似点状地物成像特点的基础上,提出了基于点状地物信息的椭圆抛物面模型点扩散函数估计方法,得到较好的点扩散函数模板;针对图像噪声对复原的影响问题,采用能够分离图像的信号和噪声的归一化稀疏约束模型进行盲复原。利用"吉林一号"卫星图像进行了实验。结果表明:该文提出的优化点扩散函数估计方法可行,盲复原后图像质量得到了提高。     

一种结合射影运动模糊模型的Richardson-Lucy算法

现有的去运动模糊算法都是假设退化图像的模糊核是一个空间不变的点扩展函数PSF,但该模糊核却并不能准确描述整幅图像的退化。因此,本文针对相机抖动所造成的图像运动模糊而引入一个新的运动模糊模型———射影运动模糊模型,并对传统理查德森-露西算法进行扩展,得到基于该模型的射影运动理查德森-露西(PMRL)算法。试验证明,该模型和算法是有效的,可以显著提高复原图像的视觉效果。     

基于模糊统计分析模型的概念层次分类研究

对传统的基于模糊统计分析模型的概念分类方法进行改进,首先,通过专家系统获取各模糊样本集,利用统计分析方法求得分布函数;然后,利用该函数获得模糊隶属函数,通过隶属函数求各模糊集最模糊点;最后根据最模糊点获得各模糊集的区域划分,实现概念层次分类处理,避免了传统方法处理的复杂性和主观性。     

一种优化的基于倾斜刃边的点扩散函数重建方法

已有的倾斜刃边法受边缘亚像素定位精度、边缘扩散函数(ESF)样本质量及ESF曲线拟合方法的限制,点扩散函数(PSF)重建的稳定性和精度不高。为此,提出了一种优化的基于倾斜刃边的PSF估计方法,将梯度算子引入刃边直线拟合,对刃边边缘进行了高精度的亚像素位置修正;并采用基于移动窗口的ESF去噪及重采样方法精化ESF样本质量;最后通过高斯函数拟合得到稳健的PSF估计值。实验结果表明,改进算法的边缘直线拟合精度优化效果明显,且PSF重建精度较高,稳定性强。     

Hyperion波段模拟的宽波段遥感影像一致性评价

由于外部成像环境和传感器本身设计指标的差异,不同遥感平台同一波段影像之间常常存在不一致。在多源遥感定量研究中,对外部成像环境导致的差异关注较多,而对以光谱响应函数（SRF）和空间点扩散函数（PSF）为代表的值感器本身设计指标,导致的影像不一致性（差异性）则考虑相对较少,这给后续研究结果的分析与讨论带来一定不确定性。为了提供一种全面、客观对不同遥感平台同一波段影像一致性评价方法,本文采用控制变量法的评价策略,介绍了利用Hyperion高光谱影像结合光谱响应函数模拟各种宽波段影像的方法,并将其用于多平台同一波段影像之间的一致性评价;同时在此基础上探讨了考虑PSF对高-低空间分辨率影像聚合过程的影响,为不同平台、同一波段、不同空间分辨率影像之间的一致性评价提供了技术参考。通过对常见的3种典型传感器Landsat ETM+,Terra MODIS,NOAA AVHRR 3近红外波段进行模拟、比较和一致性评价,结果表明：（1）利用本文所提出的宽波段光谱模拟方法,能较准确地模拟各种宽波段影像（在本文中平均相对误差的绝对值最大为-2.371%）,并可用于多平台同一波段影像的数据评价（从光谱响应的角度）。 （2）为了比较不同平台、同一波段、不同空间分辨率之间的差异性,可将其中高分辨率影像进行尺度上推,得到与其中低分辨率影像相同像元大小的影像,然后再进行评价。在尺度上推过程中,需先考虑PSF效应（可用高斯低通滤波模拟）,然后进行平均值聚合即可。在此基础上进行的一致性评价才是比较客观的,特别是针对异质性区域。本文所采用的评价方法不仅可为评价不同平台波段同一波段影像之间一致性提供很好的解决途径,而且为多源遥感数据选择提供了一种决策依据。     

利用参考图像的遥感图像模糊估计与恢复

提出一种新的利用参考图像的模糊估计与恢复方法。同一场景不同时相的图像,由于拍摄条件的不同,清晰化程度也往往不同,将高质量的图像作为参考,为模糊估计和恢复提供先验知识,在Bayes统一的框架内进行快速PSF估计,然后使用总变分最小化方法进行恢复。通过真实遥感图像实验,结果表明所提出的方法可以有效地估计退化模糊、恢复未失真图像。     

斜视角度下大气交叉辐射影响分析

大气交叉辐射影响是遥感数据中存在的大气影响的重要组成部分之一。多角度遥感是通过一定的观测角获取地面遥感数据 ,因而对斜视角度下大气交叉辐射影响的分析具有重要意义 ,这也是现有大气订正模型中较少涉及的部分。大气交叉辐射影响可以用点扩散函数表示 ,在频率域则可以用调制传递函数表示 ,因而通过对上述两个函数进行分析 ,可以掌握大气交叉辐射影响的特征 ,进而加以订正。通过分析发现 ,大气交叉辐射影响不仅与大气光学厚度、遥感图象分辨率等因子有关 ,而且与传感器观测角度有关 ,该文给出其解析表达式 ,并得出其变化规律     

基于NSWT模极大值的PSF估计

大气湍流扰动严重影响了空间目标的观测、成像和识别。在目标图像的重建过程中,对成像系统和大气条件先验知识的缺乏使PSF(Point Spread Function)的估计成为解决病态问题的重要内容。在NSWT(Non-Subsampled Wavelet Transform)和Fried参数的理论基础上,根据不同尺度下小波变换模极大值和高斯点扩散函数方差的关系,结合Fried参数提出一种新的估计方法,即基于非抽取小波变换模极大值的PSF估计算法。实验结果证明,该估计算法是确实可行的,重建的PSF能够有效地改善因受大气湍流影响的图像解卷积的效果。     

基于二维 Log Butterworth滤波器的全方向边缘检测的频域实现方法

由于人类识别图像特征涉及非线性的识别机制,本文提出了基于改进二维Log Butterworth滤波器的全方向边缘检测方法,该方法从频域角度出发,利用正反快速傅里叶变换来实现边缘检测工作。首先,将非线性Log函数引入Butterworth滤波器,获得二维Log Butterworth滤波器。当图像行列数不一致时,中心频率分布于椭圆之上,椭圆的长短轴之比与图像长宽比相等,进而给出以角度为变量滤波器表达式;其次,为方便滤波器参数的优化选取,本文对二维 Log Butterworth滤波器参数进行归一化等处理;再次,本文利用F-measure和PSNR (峰值信噪比)值来衡量不同参数下的边缘检测结果,确定最优的二维 Log Butterworth滤波器参数范围;然后,为了分析本文方法的边缘检测效率,对比了本文方法与空域算子（Canny算子）的乘法次数和加法次数,同时以不同大小的图像作为实验数据来比较两种方法的边缘检测耗时;最后,以BSDS（伯克利图像分割数据库）图像和高空间分辨率遥感图像为实验数据,对本文方法的边缘检测结果进行了评价分析。结果表明：本文方法可以有效地应用于图像边缘检测。     

基于背景匀质性双边滤波的SAR图像斑点噪声抑制算法

针对双边滤波在抑制SAR图像相干斑噪声的不足,本文提出了一种基于背景匀质性的改进双边滤波算法BH-IBF(Improved Bilateral Filtering algorithm based on Background Homogeneity),并将其应用于SAR 图像斑点噪声抑制.BH-IBF以传统双边滤波作为基...     

ALOS-PRISM遥感影像超分辨率重建

介绍了日本ALOS卫星PRISM三线阵传感器的成像原理和方法,提出了利用PRISM三线阵影像进行超分辨率重建来提高PRISM影像的空间分辨率.提出了新的光流配准算法,该算法将标准互相关配准算法引入到Lueas-Kanade光流配准算法中,大大的减少了误配率,能够有效的消除PRISM Level 1级别的影像之间由于地形起伏所引起的变形.同时,改进了影像的高斯退化模型,在超分辨率算法中,引入了可变退化函数,通过交替最小化(AM)算法对可变退化函数进行盲估计,实验结果表明,超分辨率重建影像与插值影像相比,细节清晰很多,有效的提高了影像的分辨率.实验结果说明了本文配准算法可以达到超分辨率重建的亚像素的精度要求,可以应用于航空遥感影像的高精度匹配,同时也说明了将航空遥感影像的退化函数算子分为高斯退化算子和可变退化算子的思想是正确的,符合实际情况.     

SAR图像斑点噪声抑制方法与应用研究

通过详细分析SAR图像的判读和应用斑点噪声的算法,得出:多视处理能有效地平滑噪声,但降低空间分辨率;基于空间域滤波算法能有效地平滑斑点噪声,但不同程度地损失边缘和细节信息;基于变换域的小波多尺度滤波可以较好地保持边缘信息,然而其滤波效果不理想。在此基础上提出利用小波分析技术把两种或两种以上的单个滤波方法进行融合,在有效去除斑点噪声时能够较好地保持边缘、细节和纹理信息。最后初步讨论在实际应用中应根据不同情况和要求选择相应的滤波方法。