一种基于超分辨率图像重建的偏振图像融合方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光电测量领域，特别是一种基于超分辨率图像重建的偏振图像融合方 法。
【背景技术】
[0002] 以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有 技术。
[0003] 图像融合就是将来源于多通道的关于同一目标或场景的图像经过一定的处理，融 合多个源图像中的冗余信息和互补信息，突出和强化图像中的有用信息，以使综合后的信 息更加丰富，对同一场景或目标的描述更全面、精细，利于对图像进一步分析、理解及目标 的检测、识别。融合图像不仅应保留强度图像的低频特性，还应该突出图像的高频特征，例 如偏振图像中的景物边缘、轮廓等细节信息。
[0004] 图像融合的常规处理方法是：利用4个线偏振方向的偏振图像，按照算术加权法 直接合成融合图像。采用这种方法获得融合图像的过程中，抑制了图像的高频成分，融合后 的图像不会增加新的高频成分，从而导致图像的由于偏振器件对场景辐射信号的影响，这 种方法可能增加图像的边缘轮廓等细节不清楚，图像的分辨率低。
[0005] 因此，现有技术中需要一种能够解决图像分辨率低的问题的解决方案。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提出一种能够提高图像分辨率的基于超分辨率图像重建的偏 振图像融合方法。
[0007] 根据本发明的基于超分辨率图像重建的偏振图像融合方法，包括：
[0008] SL分别探测0°、45°、90°和135°方向的偏振图像；
[0009] S2.按照公式1获取目标图像的斯托克斯矢量S，
【主权项】
1. 一种基于超分辨率图像重建的偏振图像融合方法，包括：
51. 分别探测0°、45°、90°和135°方向的偏振图像；
52. 按照公式1获取目标图像的斯托克斯矢量S，
其中，gcr表示〇°方向的偏振图像，g#表示45°方向的偏振图像，g9(l。表示90°方向 的偏振图像，g1M=表不135°方向的偏振图像，gKC；P和gap分别表不右旋圆偏振图像和左旋 圆偏振图像；I表不总光强度，Q表不X轴方向直线偏振光分量；U表不45°方向直线偏振 光分量；V与左/右旋的圆偏振信息有关；
53. 获取第一方向的辐射强度图像Q图像和第二方向的辐射强度图像U图像；
54. 根据目标图像的斯托克斯矢量S确定偏振度图像；其中，所述偏振度图像的偏振度 为 Vf+V2 (公式2); /
55. 基于目标图像的斯托克斯矢量S确定偏振角图像；其中，所述偏振角图像的偏振角 备(公式 3);
56. 将所述Q图像、所述U图像、所述偏振度图像和所述偏振角图像进行顺序插值，获取 过采样图像P ;
57. 采用超分辨率重建方法对所述过采样图像P进行处理，获取融合图像00。
2. 如权利要求1所述的偏振图像融合方法，其中，所述将所述Q图像、所述U图像、所述 偏振度图像和所述偏振角图像进行顺序插值具体为： 将所述Q图像、所述U图像、所述偏振度图像和所述偏振角图像按照顺序以小于一个像 素单元的某一间距值进行交叉。
3. 如权利要求2所述的偏振图像融合方法，其中，所述某一间距值为二分之一个像素 单元。
4. 如权利要求3所述的偏振图像融合方法，其中，所述将所述Q图像、所述U图像、所述 偏振度图像和所述偏振角图像进行顺序插值具体为： 将所述Q图像相对于无偏辐射图像向左上方移动1/2个像素，将所述U图像相对于无 偏辐射图像向右上方移动1/2个像素，将所述偏振度图像相对于无偏辐射图像向左下方移 动1/2个像素，将所述偏振角图像相对于无偏辐射图像向右下方移动1/2个像素。
5. 如权利要求4所述的偏振图像融合方法，其中，所述过采样图像P与无偏辐射强度图 像0对应像素的像元值之间的关系为： 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，过采样图像P为2mX2n的图像，无偏辐射强度图像O为（2m+l) X (2n+l)的图像， k为O~（2m-l)之间的整数；1为O~（2n-l)之间的整数。
6. 如权利要求5所述的偏振图像融合方法，其中，所述超分辨率重建方法为边框近似 法， 假定过采样图像P第2m行和第2n列的边框像素的像元值与无偏红外辐射图像O的 (2m+l)行和（2n+l)列像素的像元值近似相等，即：
采用边框近似法处理后的无偏辐射强度图像O即为融合图像00,根据公式4与公式5 确定融合图像〇〇各个像素的像元值为：
6) 〇
7. 如权利要求1-6任一所述的偏振图像融合方法，其中，所述Q图像为（g(l。-g9(l。），所 述 U 图像为（g45。-g135。）。
8. 如权利要求7所述的偏振图像融合方法，其中，所述偏振图像融合方法进一步包括， 在所述将所述偏振信息图像作为序列图像进行超分辨率重建之后，将所述融合图像〇〇 与无偏辐射强度图像〇对应像素的像元值相减，分析所述融合图像〇〇的各个像素像元值的 误差分布，根据所述误差分布对所述融合图像〇〇进行修正。
【专利摘要】本发明涉及一种基于超分辨率图像重建的偏振图像融合方法，根据本发明的基于超分辨率图像重建的偏振图像融合方法，将Q图像、U图像、偏振度图像和偏振角图像按照顺序以小于一个像素单元的某一间距值进行交叉得到过采样图像，并对过采样图像进行超分辨率重建，获得融合图像。根据本发明的偏振图像融合方法，能够将辐射强度信息与边缘轮廓等细节信息有效融合，提高融合图像的分辨率。
【IPC分类】G06T3-40
【公开号】CN104835113
【申请号】CN201510216740
【发明人】陈伟力, 王淑华, 陈艳, 许元男
【申请人】北京环境特性研究所
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月30日