基于小波域HMT模型的序列图像超分辨率重建*

鉴于基于小波域隐马尔可夫树的噪声抑制性和较好的边缘保持性,提出一种基于小波域隐马尔可夫树的序列图像的超分辨率重建算法。针对小波系数进行统计建模,讨论了不同尺度小波系数之间的隐马尔可夫树结构,利用了序列图像的运动信息,运用极大后验概率估计和贝叶斯原理,将小波域HMT作为图像先验知识并给出了超分辨率重建算法,最终通过EM算法和共轭梯度算法的交替迭代进行优化计算。实验结果表明方法的重建效果得到了明显的改进。     

小波局部适应插值的图像超分辨率重建

针对单帧低分辨率图像的超分辨率重建问题,提出一种改进的小波局部适应插值的超分辨率重建方法,该方法能够弥补重建图像边缘不平滑的缺陷。结合小波变换与可分离高低频信息的特性,提出一种综合两者优点的单帧图像超分辨率重建算法。实验结果表明,采用该算法得到的重建图像不仅能较好地保留原始图像的细节信息,提高图像的空间分辨率,并能提高图像的峰值信噪比,更适合人眼视觉系统。     

基于分流的高光谱遥感图像超分辨重建

高光谱图像（hyperspectral image,HSI）每个像素包含大量光谱带,而HSI的空间分辨率较低。高光谱图像超分辨率技术可以有效提高空间分辨率。为了解决高光谱遥感图像的空间信息分布不均匀,超分辨率重建时占据相同计算量导致重建工作不够细化的问题,提出了一种多层级分流和细节增强的高光谱遥感图像超分辨率重建框架。即通过子图分流网络对高光谱遥感图像进行预先分流,改进带细节增强的多尺度Retinex算法对图像的高低频信息进行分离,再使用不同复杂程度的分支网络分别进行重建,重建工作更加细化具体,提高重建效果和性能。实验证明该方法可以在视觉质量、指标测量和分类应用方面优于传统的基于CNN的方法,在SRE和MPSNR指标方面分别提高了4.18%和9.35%。     

一种优化的迭代反投影超分辨率重建方法

针对现有超分辨率重建方法存在重建的高分辨率图像具有边缘结构不清晰、高频信息提升有限的问题,提出了一种结合迭代反投影(iterative back-projection,IBP)与限制对比度自适应直方图均衡化(contrast limited adaptive histogram equalization,CLAHE)的遥感图像超分辨率重建方法。通过结合迭代反投影与限制对比度自适应直方图均衡的超分辨率重建方法重建高分辨率遥感影像,增加重建图像的纹理细节信息,并利用灰度信息与梯度特征的能量优化模型对重建图像进行优化处理。本文以不同地貌类型遥感图像为实验数据。实验结果表明,该重建方法与经典迭代反投影方法相比,纹理细节丰富,边缘结构清晰,与非局部迭代反投影(nonlocal iterative back-projection,NLIBP)相比,客观质量评价指标均有明显改善,验证了该方法具有较好的普适性与鲁棒性。     

基于小波预测的超分辨率素描人脸合成方法

在使用人工智能算法等途径生成高质量的素描人脸图像时,若输入光学图像分辨率较低,生成的素描图像质量也会较差。在仅有低分辨率光学图像的条件下,提出一种基于小波预测的超分辨率素描人脸合成方法合成高质量的素描图像。在素描人脸合成网络的基础上引入超分辨率模块,通过对高分辨率图像的小波包分解系数进行预测,在端到端的框架下同时完成对图像的素描人脸图像合成以及超分辨率重建,提高合成图像的质量及分辨率。通过在CUHK学生数据集上与目前领先的超分辨率重建方法进行实验对比,该方法相较其它对比方法取得了更加优越的实验结果。     

基于压缩感知的声纳图像超分辨率重建算法

超分辨率重建通用方法中,图像分解后对应小波基只能有效稀疏表示单一成分,往往只侧重边缘成分而忽略了光滑成分等。针对这个问题,本文改进了一种基于压缩感知的声纳图像超分辨率重建算法。该算法基于三种不同稀疏字典小波变换模型,运用一种基于K-均值聚类算法的结构化字典训练法,并采用Newton-Raphson法进行迭代算法处理,实现声纳图像压缩感知的超分辨率重建。最后通过仿真实验,验证了此种算法的可行性和有效性。实验结果表明,该算法获得的超分辨率图像能够很好地重建并保持原图像的特征,能高效地改善并提高重建质量。     

基于小波域局部高斯模型的图像超分辨率

提出了一种基于小波域局部高斯模型的图像超分辨率算法。小波域局部高斯模型采用单一的高斯函数刻画子带系数的局部概率分布，由于该模型具有很好的局部自适应性，可以较好地反映图像的局部结构信息，因此以此作为自然图像的先验模型，将图像超分辨率问题转化为小波域约束优化问题，并用共轭梯度法对其进行求解。实验结果表明，基于小波域局部高斯模型的图像超分辨率算法较好地再现了图像的各种边缘信息，重构出的高分辨率图像在信噪比和视觉效果方面都有较明显的提高。     

利用稀疏编码的遥感影像超分辨率重建

针对现有的超分辨率重建算法存在重建效果不够理想以及算法效率低下的问题,提出了一种利用稀疏编码的超分辨率重建算法,利用遥感图像在特定字典下具有稀疏性,通过学习遥感图像集获取的字典,在已有遥感影像的基础上获取更高分辨率的影像,从而便于影像视觉解译和信息提取。所提出方法建立了高低分辨率影像块稀疏系数间的非线性映射关系,极大地减少了字典模型的冗余和误差,提高了重建的效率。实验表明,该算法不仅在信噪比值和结构相似性值优于其他算法,还提高了算法效率。     

基于小波域CHMT模型的110 kV变电站设备超温红外预警方法

为了提高110 kV变电站设备温度云图分辨率,精准判断设备内部超温位置,研究了基于小波域CHMT模型的110 kV变电站设备超温红外预警方法。以CHMT模型作为变电站设备图像小波域的先验知识,将变电站设备超分辨率图像重建问题转换为最优代价函数最小化问题,经共轭梯度法求解后,结合小波变换获取变电站设备超分辨率图像重建结果;通过红外热成像取得110 kV变电站设备超分辨率重建图像表面温度场分布状况,获取变电站设备表面温度云图;结合红外热成像非破坏性检测机理,通过ANSYS软件,确定110 kV变电站设备内部缺陷位置。实验结果表明：该方法可有效测量变电站设备温度,检测变电站设备不同时刻的温度场和热流场,发出110 kV变电站设备超温红外预警,并且可以准确判断该设备内部缺陷位置。     

基于小波的POCS超分辨率图像重建

本文在分析现有SR重建方法的基础上,提出了基于小波的POCS超分辨率图像重建算法。此算法是传统POCS算法的扩展,在小波域执行一些凸投影操作,并利用随机小波系数优化技术来修正高分辨率图像估计的小波子图像系数。     

结合方向小波的多光谱与全色遥感图像融合算法

针对现有的遥感图像融合算法所得融合图像存在边缘清晰度不高与光谱保持能力较差等问题,根据方向小波变换的高效性与方向选择性,提出了一种结合方向小波的多光谱与全色遥感图像融合算法。该算法采用人眼的视觉特性首先对待融合图像进行预处理,并根据小波变换的分解特性,对低频子带小波系数采用基于能量比的图像融合规则,而对高频子带则采用基于纹理一致性的融合规则。实验结果表明:该算法能够在保留多光谱图像信息的基础上,得到清晰度较高的融合图像,其中对中等分辨率图像的融合处理效果最佳。     

一种基于HT系数预测的遥感图像多分辨融合方法

信息融合的概念自70年代形成后,由于其强调应用对象结果的信息优化,在许多方面比传统的信息处理方法有更大的优势,在遥感领域得到了广泛的应用。本文在分析前人算法的基础上,揭示了高斯拉普拉斯金字塔（GLP）结构融合方法与传统的哈达玛变换（HT）之间的内在联系,提出了一种基于HT系数预测的多分辨融合方法。通过实验表明,这一算法对于光谱差异较大的遥感图像的融合,在几何分辨率改善的同时可获得较好的光谱保真度。     

基于多进制小波的多源遥感影像融合

首先介绍了遥感影像融合的一般理论和方法，然后在讨论多进制小波理论和影像特征的基础上，提出了一种基于特征的多进制小波变换的影像融合算法，该算法根据待融合影像分辨率之比来确定采用几进制小波，将待融合的高分辨率影像进行多进制小波变换，然后把高分辨影像经小波变换后获得的低频成分和低分辨率影像依据一定的关系进行相互转换，以形成新的高分辨影像的低频成分，经过多进制小波逆变换获得到融合后的影像，最大限度地利用了待融合影像的信息，防止了影像信息的丢失，通过对具体影像的清晰度和空间分辨率，融合后的影像最大限度地保留了待融合影像的光谱信息，同时提高了待融合影像的清晰度和空间分辨率，给出了SPOT全色影像与SPOT多光谱影像，SPOT全色影像与TM影像的融合结果，并与其他方法进行了比较，从而证明了本方法的优越性和自适应能力。     

一种基于SIFT特征的快速逐层遥感图像配准方法

当前SIFT特征分层配准方法中存在特征点匹配复杂度高以及不同时相地物变化导致特征点误匹配等问题,提出一种基于SIFT特征的“低分辨率配准\,高分辨率验证”快速逐层遥感图像配准方法。该方法针对同源同分辨率不同时相的遥感图像,通过在金字塔的低分辨率图层匹配特征点对并建立仿射变换模型,在金字塔的高分辨率图层评估并修正模型。实验表明：提出的方法在保证配准精度的前提下,有效提高了配准算法的效率。
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基于半监督鉴别分析的高分辨率SAR影像建筑区提取

针对建筑物在城市化发展规划、地理国情信息系统更新、数字化城市以及军事侦察等方面的迫切要求,提出将半监督鉴别分析(Semi-supervised Discriminant Analysis,SDA)算法应用于高分辨率SAR影像的建筑区提取中,实现快速提取建筑区信息以及提高城市地物目标识别能力。以Radarsat-2影像和TerraSAR-X影像为实验数据,基于灰度共生矩阵计算影像的各种纹理特征;结合SDA算法进行特征提取,并以新特征作为大津法(Otsu)的输入提取建筑区;最后对分类结果进行后处理。实验结果与线性鉴别分析(Linear Discriminant Analysis,LDA)算法和局部保持投影(Local Preserving Projection,LPP)算法进行比较,结果表明:SDA算法具有较强的泛化能力,在先验类别信息较少时,适用于高分辨率SAR影像的特征提取,可以快速有效地提取建筑区信息。     

基于归一化相关矩的多分辨率遥感图象融合

多传感器数据融合技术已广泛应用于遥感图象处理方面 .针对遥感多光谱图象空间分辨率较低的问题 ,提出了一种基于归一化相关矩的多分辨率图象融合方法 .该方法首先对图象进行二维小波变换 ,然后根据所得到的高频小波系数的一阶、二阶统计特征来定义图象局部灰度相关矩 ,并以此作为图象融合测度来对遥感图象进行多分辨率特征融合 ,从而得到包含更多信息和有效特征的融合图象 .仿真结果表明 ,融合后的图象在保留多光谱信息和提高空间分辨率上均能获得较好的效果 ,因而可以更好地用于目标识别、分类等遥感图象处理方面     

基于深度学习特征字典的单帧图像超分辨率重建

在基于字典的单帧图像超分辨率重建算法中,依赖人工浅层特征设计的字典表达图像特征能力有限。为此,提出基于深度学习特征字典的超分辨重建方法。该算法首先利用深度网络进行高、低分辨率训练样本图像深层次特征学习;然后,在稀疏字典超分辨框架下联合训练特征字典;最后,输入单帧低分辨率图像并利用该字典实现超分辨率重建。理论分析表明,引入深度网络提取图像深层次特征并用于字典训练,对低分辨率图像的高频信息补充更加有利。实验证明,与双三次插值以及基于一般人工特征字典的超分辨重建算法相比,本文算法的主观视觉和客观评价指标均高于对比算法。     

基于小波包变换的遥感图象融合

为了能够更好地把来自多传感器的图象信息综合起来，以提高对图象信息的分析和提取能力，在研究了小波包图象分析法之后，提出了一种基于小波包变换的图象融合方法，由于小波包变换能对图象进行多层次分解，包括对小波变换没有细分的高频部分也能进行进一步的分解，因此小波包分析能够为图象提供一种比小波多分辨分析更加精细的分析方法，利用此融合算法将由多传感器获得的同一目标不同波段的遥感图象和不同分辨率的遥感图象进行融合后得到的融合图象，能够很好地将源图象的细节融合在一起，通过与该融合图象进行主观与客观的评价比较，证明该融合方法可以获得更好的融合效果。