一種基于超分辨率圖像重建的偏振圖像融合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光電測(cè)量領(lǐng)域，特別是一種基于超分辨率圖像重建的偏振圖像融合方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以下對(duì)本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)背景進(jìn)行說(shuō)明，但這些說(shuō)明并不一定構(gòu)成本發(fā)明的現(xiàn)有 技術(shù)。
[0003] 圖像融合就是將來(lái)源于多通道的關(guān)于同一目標(biāo)或場(chǎng)景的圖像經(jīng)過(guò)一定的處理，融 合多個(gè)源圖像中的冗余信息和互補(bǔ)信息，突出和強(qiáng)化圖像中的有用信息，以使綜合后的信 息更加豐富，對(duì)同一場(chǎng)景或目標(biāo)的描述更全面、精細(xì)，利于對(duì)圖像進(jìn)一步分析、理解及目標(biāo) 的檢測(cè)、識(shí)別。融合圖像不僅應(yīng)保留強(qiáng)度圖像的低頻特性，還應(yīng)該突出圖像的高頻特征，例 如偏振圖像中的景物邊緣、輪廓等細(xì)節(jié)信息。
[0004] 圖像融合的常規(guī)處理方法是：利用4個(gè)線偏振方向的偏振圖像，按照算術(shù)加權(quán)法 直接合成融合圖像。采用這種方法獲得融合圖像的過(guò)程中，抑制了圖像的高頻成分，融合后 的圖像不會(huì)增加新的高頻成分，從而導(dǎo)致圖像的由于偏振器件對(duì)場(chǎng)景輻射信號(hào)的影響，這 種方法可能增加圖像的邊緣輪廓等細(xì)節(jié)不清楚，圖像的分辨率低。
[0005] 因此，現(xiàn)有技術(shù)中需要一種能夠解決圖像分辨率低的問(wèn)題的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提出一種能夠提高圖像分辨率的基于超分辨率圖像重建的偏 振圖像融合方法。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的基于超分辨率圖像重建的偏振圖像融合方法，包括：
[0008] SL分別探測(cè)0°、45°、90°和135°方向的偏振圖像；
[0009] S2.按照公式1獲取目標(biāo)圖像的斯托克斯矢量S，
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于超分辨率圖像重建的偏振圖像融合方法，包括：
51. 分別探測(cè)0°、45°、90°和135°方向的偏振圖像；
52. 按照公式1獲取目標(biāo)圖像的斯托克斯矢量S，
其中，gcr表示〇°方向的偏振圖像，g#表示45°方向的偏振圖像，g9(l。表示90°方向 的偏振圖像，g1M=表不135°方向的偏振圖像，gKC；P和gap分別表不右旋圓偏振圖像和左旋 圓偏振圖像；I表不總光強(qiáng)度，Q表不X軸方向直線偏振光分量；U表不45°方向直線偏振 光分量；V與左/右旋的圓偏振信息有關(guān)；
53. 獲取第一方向的輻射強(qiáng)度圖像Q圖像和第二方向的輻射強(qiáng)度圖像U圖像；
54. 根據(jù)目標(biāo)圖像的斯托克斯矢量S確定偏振度圖像；其中，所述偏振度圖像的偏振度 為 Vf+V2 (公式2); /
55. 基于目標(biāo)圖像的斯托克斯矢量S確定偏振角圖像；其中，所述偏振角圖像的偏振角 備(公式 3);
56. 將所述Q圖像、所述U圖像、所述偏振度圖像和所述偏振角圖像進(jìn)行順序插值，獲取 過(guò)采樣圖像P ;
57. 采用超分辨率重建方法對(duì)所述過(guò)采樣圖像P進(jìn)行處理，獲取融合圖像00。
2. 如權(quán)利要求1所述的偏振圖像融合方法，其中，所述將所述Q圖像、所述U圖像、所述 偏振度圖像和所述偏振角圖像進(jìn)行順序插值具體為： 將所述Q圖像、所述U圖像、所述偏振度圖像和所述偏振角圖像按照順序以小于一個(gè)像 素單元的某一間距值進(jìn)行交叉。
3. 如權(quán)利要求2所述的偏振圖像融合方法，其中，所述某一間距值為二分之一個(gè)像素 單元。
4. 如權(quán)利要求3所述的偏振圖像融合方法，其中，所述將所述Q圖像、所述U圖像、所述 偏振度圖像和所述偏振角圖像進(jìn)行順序插值具體為： 將所述Q圖像相對(duì)于無(wú)偏輻射圖像向左上方移動(dòng)1/2個(gè)像素，將所述U圖像相對(duì)于無(wú) 偏輻射圖像向右上方移動(dòng)1/2個(gè)像素，將所述偏振度圖像相對(duì)于無(wú)偏輻射圖像向左下方移 動(dòng)1/2個(gè)像素，將所述偏振角圖像相對(duì)于無(wú)偏輻射圖像向右下方移動(dòng)1/2個(gè)像素。
5. 如權(quán)利要求4所述的偏振圖像融合方法，其中，所述過(guò)采樣圖像P與無(wú)偏輻射強(qiáng)度圖 像0對(duì)應(yīng)像素的像元值之間的關(guān)系為： 0 (2m-k，2n-l) = 4P (2m-k，2n-l) -0 (2m-k，2n-l+l) -0 (2m-k+l，2n-l) (公式4) -0(2m-k+l, 2n-l+l) 式中，過(guò)采樣圖像P為2mX2n的圖像，無(wú)偏輻射強(qiáng)度圖像O為（2m+l) X (2n+l)的圖像， k為O~（2m-l)之間的整數(shù)；1為O~（2n-l)之間的整數(shù)。
6. 如權(quán)利要求5所述的偏振圖像融合方法，其中，所述超分辨率重建方法為邊框近似 法， 假定過(guò)采樣圖像P第2m行和第2n列的邊框像素的像元值與無(wú)偏紅外輻射圖像O的 (2m+l)行和（2n+l)列像素的像元值近似相等，即：
采用邊框近似法處理后的無(wú)偏輻射強(qiáng)度圖像O即為融合圖像00,根據(jù)公式4與公式5 確定融合圖像〇〇各個(gè)像素的像元值為：
6) 〇
7. 如權(quán)利要求1-6任一所述的偏振圖像融合方法，其中，所述Q圖像為（g(l。-g9(l。），所 述 U 圖像為（g45。-g135。）。
8. 如權(quán)利要求7所述的偏振圖像融合方法，其中，所述偏振圖像融合方法進(jìn)一步包括， 在所述將所述偏振信息圖像作為序列圖像進(jìn)行超分辨率重建之后，將所述融合圖像〇〇 與無(wú)偏輻射強(qiáng)度圖像〇對(duì)應(yīng)像素的像元值相減，分析所述融合圖像〇〇的各個(gè)像素像元值的 誤差分布，根據(jù)所述誤差分布對(duì)所述融合圖像〇〇進(jìn)行修正。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于超分辨率圖像重建的偏振圖像融合方法，根據(jù)本發(fā)明的基于超分辨率圖像重建的偏振圖像融合方法，將Q圖像、U圖像、偏振度圖像和偏振角圖像按照順序以小于一個(gè)像素單元的某一間距值進(jìn)行交叉得到過(guò)采樣圖像，并對(duì)過(guò)采樣圖像進(jìn)行超分辨率重建，獲得融合圖像。根據(jù)本發(fā)明的偏振圖像融合方法，能夠?qū)⑤椛鋸?qiáng)度信息與邊緣輪廓等細(xì)節(jié)信息有效融合，提高融合圖像的分辨率。
【IPC分類】G06T3-40
【公開(kāi)號(hào)】CN104835113
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510216740
【發(fā)明人】陳偉力, 王淑華, 陳艷, 許元男
【申請(qǐng)人】北京環(huán)境特性研究所
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日