遥感模糊图像复原方法及系统

本发明涉及图像处理，尤其涉及一种遥感模糊图像复原方法及系统。

背景技术：

1、卫星在轨工作时，星上运动部件及外部环境引起的平台颤振使得成像目标的光学图像与成像器件焦平面之间存在相对运动，造成曝光时间内像点在焦面上的运动，产生像移。

2、随着遥感卫星分辨率不断提高，遥感图像对平台颤振也越来越敏感，产生的像移越明显，从而导致图像愈模糊。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供了遥感模糊图像复原方法及系统。

2、根据本发明的第一个方面，提供了一种遥感模糊图像复原方法，应用于上位机，包括：根据点扩散函数，对模糊图像进行全变差正则化，得到第一复原图像，模糊图像是从图像采集装置获取得到的。根据模糊图像的边缘信息，对模糊图像进行复原，得到边缘复原图像和无边缘复原图像，边缘复原图像是对模糊图像的边缘信息进行复原得到的，无边缘复原图像是对去除边缘信息的模糊图像进行复原得到的。将边缘复原图像和无边缘复原图像进行叠加，得到第二复原图像。将模糊图像分别与第一复原图像和第二复原图做逻辑运算，得到第一复原图像的平滑域和第二复原图像的纹理域。将第一复原图像的平滑域和第二复原图像的纹理域进行融合，得到目标复原图像。

3、根据本发明的实施例，根据所述模糊图像的边缘信息，对所述模糊图像进行复原，得到边缘复原图像和无边缘复原图像包括：根据模糊图像的边缘信息，通过canny算法对模糊图像进行边缘提取，得到与边缘信息对应的边缘模糊图像。将模糊图像与边缘模糊图像做差运算，得到无边缘模糊图像。对边缘模糊图像和无边缘模糊图像分别进行全变差正则化，得到与边缘图像对应的边缘复原图像、与无边缘模糊图像对应的无边缘复原图像。

4、根据本发明的实施例，方法还包括：通过局部熵形态学操作，对模糊图像进行分割，得到模糊图像的平滑域和模糊图像的纹理域。

5、根据本发明的实施例，模糊图像包括至少一个模糊子图像，通过局部熵形态学操作，对模糊图像进行分割，得到模糊图像的平滑域和模糊图像的纹理域包括：将模糊子图像的邻域灰度均值和像素灰度组成特征二元组。根据模糊子图像的尺度和特征二元组出现的频数，计算得到特征二元组出现的频率。根据特征二元组出现的频率，对模糊子图像进行熵计算，得到局部熵子图像，其中熵计算公式如下。

6、

7、 p ij表示特征二元组为(i, j)出现的概率，计算局部熵是以像素点为中心的n*n的区域进行熵计算，h表示所述模糊子图像的熵，l表示所述模糊子图像的像素灰度等级。以及根据局部熵子图像，得到模糊图像的平滑域和模糊图像的纹理域。

8、根据本发明的实施例，根据局部熵子图像，得到模糊图像的平滑域和模糊图像的纹理域包括：对局部熵图像进行开运算，得到待处理图像，局部熵图像包括至少一个局部熵子图像。利用二值图像孔洞填充函数，对待处理图像的孔洞进行填充，得到模糊图像的纹理域。对模糊图像的纹理域进行取反操作，得到模糊图像的平滑域。

9、根据本发明的实施例，将模糊图像分别与第一复原图像和第二复原图做逻辑运算，得到第一复原图像的平滑域和第二复原图像的纹理域包括：将模糊图像的平滑域与第一复原图像做与运算，得到第一复原图像的平滑域。将模糊图像的纹理域与第二复原图做与运算，得到第二复原图像的纹理域。

10、根据本发明的实施例，将第一复原图像的平滑域和第二复原图像的纹理域进行融合，得到目标复原图像，其中融合计算公式如下。

11、

12、i1表示第一复原图像， p表示为第一复原图像的平滑区域，i2表示第二复原图像， w表示为第二复原图像的纹理区域，i3表示目标复原图像。

13、根据本发明的实施例，根据点扩散函数，对模糊图像进行全变差正则化，得到第一复原图像，还包括：获取图像采集装置采集模糊图像的曝光时间。从数据采集装置获取图像采集装置在曝光时间内的角速度信息，角速度信息是通过角速度传感器采集得到的。根据图像采集装置的初始角位移、曝光时间和角速度信息，得到曝光角位移，曝光角位移为图像采集装置在曝光时间内的角位移。根据图像采集装置的焦距、曝光角位移，得到在曝光时间内的像位移，像位移为模糊图像在曝光时间内发生的位移量。根据像位移、模糊图像中像元的宽度和可调参数，构建点扩散函数。

14、本发明的第二方面提供了一种遥感模糊图像复原系统，包括：单轴角振动平台，图像采集装置，安装在单轴角振动平台上，单轴角振动平台被配置为驱动图像采集装置转动，图像采集装置被配置为采集模糊图像。上位机，与图像采集装置电连接，被配置为接收模糊图像，并执行上述方法对模糊图像进行处理，得到目标复原图像。

15、根据本发明的实施例，上述遥感模糊图像复原系统还包括：角速度传感器，安装在图像采集装置与单轴角振动平台之间，单轴角振动平台被配置为通过角速度传感器驱动图像采集装置转动，角速度传感器适用于在曝光时间内对图像采集装置进行角速度信息采集。数据采集装置，与上位机和角速度传感器电连接，数据采集装置被配置为将从角速度传感器获取得到的角速度信息传输至上位机。

16、本发明的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器。存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述方法。

17、本发明的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述方法。

18、本发明的第五方面还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法。

19、根据本发明提供的遥感模糊图像复原方法及系统，通过根据点扩散函数，对模糊图像进行全变差正则化，得到边缘和平滑区域复原效果较好的第一复原图像。根据模糊图像的边缘信息，对模糊图像进行复原，得到边缘复原图像和无边缘复原图像。将边缘复原图像和无边缘复原图像进行叠加，得到纹理细节复原效果较好的第二复原图像。

20、将模糊图像分别与第一复原图像和第二复原图做逻辑运算，得到第一复原图像的平滑域和第二复原图像的纹理域。将第一复原图像的平滑域和第二复原图像的纹理域进行融合，得到清晰且细节恢复良好的目标复原图像。

技术特征：

1.一种遥感模糊图像复原方法，应用于上位机，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述模糊图像的边缘信息，对所述模糊图像进行复原，得到边缘复原图像和无边缘复原图像包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述模糊图像包括至少一个模糊子图像，所述通过局部熵形态学操作，对所述模糊图像进行分割，得到所述模糊图像的平滑域和所述模糊图像的纹理域包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述局部熵子图像，得到所述模糊图像的平滑域和所述模糊图像的纹理域包括：

6. 根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述模糊图像分别与所述第一复原图像和所述第二复原图做逻辑运算，得到所述第一复原图像的平滑域和所述第二复原图像的纹理域包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述第一复原图像的平滑域和所述第二复原图像的纹理域进行融合，得到目标复原图像，其中融合计算公式如下：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据点扩散函数，对模糊图像进行全变差正则化，得到第一复原图像，还包括：

9.一种遥感模糊图像复原系统，其特征在于，所述系统包括：

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

技术总结
本发明提供了一种遥感模糊图像复原方法及系统，可以应用于图像处理技术领域。遥感模糊图像复原方法，应用于上位机包括：根据点扩散函数，对模糊图像进行全变差正则化，得到第一复原图像，模糊图像是从图像采集装置获取得到的；根据模糊图像的边缘信息，对模糊图像进行复原，得到边缘复原图像和无边缘复原图像；将边缘复原图像和无边缘复原图像进行叠加，得到第二复原图像；将模糊图像分别与第一复原图像和第二复原图做逻辑运算，得到第一复原图像的平滑域和第二复原图像的纹理域。将第一复原图像的平滑域和第二复原图像的纹理域进行融合，得到目标复原图像。

技术研发人员：李醒飞,邢伟达,拓卫晓,杨辰熙,封善斋
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6