斜模高光谱成像超分辨率重建机理研究

基本信息
批准号:41571369
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:张爱武
学科分类:
依托单位:首都师范大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:孟宪刚,段乙好,李含伦,张晓,杜楠,邵亚雄,王群,左冠涛,于洪波
关键词:
新型对地观测机理高光谱遥感高空间分辨率
结项摘要

Spectral resolution and spatial resolution are two of the mutual restraint issues over hyperspectral imaging, which means that the spatial resolution usually gets worse as the spectral resolution increases. Two aspects of tilting mode imaging mechanism and super-resolution reconstruction of tilting mode imaging will be studied in this project, to improve the spatial resolution of hyperspectral images. The major contents of this project are as follows: 1) Spatial correction method for tilting mode imaging will be proposed while spectral consistency and spectral continuity will be considered for hyperspectral images. The intrinsic relationship between spatial resolution improvement,aliasing, blurring, noise will be analyzed,the mathmatic models of aliasing, blurring and noise will be given.2) The causes creating aliasing, blurring and noise for tilting mode imaging will be analyzed, the aliasing-removal, blurring-removal and noise-removal methods for tilting mode imaging will be proposed using converse-solving strategy, and then a super-resolution reconstruction method based on the tilting mode imaging and spatial distribution constraints will be proposed. 3) An earth observation model of tilting mode imaging will discussed for hyperspectral super-resolution reconstruction, and its test methods in practical application will be proposed. a prototype of super-resolution reconstruction of tilting mode hyperspectral imaging will be developed.. A novel way will be provided in this project to improve the quality and quantitative analysis of hyperspectral images.

本申请针对高光谱遥感图像的空间分辨率提升问题,从斜模高光谱成像超分辨率重建机理与超分辨率复原两个侧面展开研究。内容包括:(1)研究针对斜模成像机制的空间校正,明确斜模倾斜角度与空间分辨率、混叠、模糊、噪声之间的内在关系,建立合理表示斜模高光谱图像混叠、模糊与噪声的数学模型;(2)在深入分析斜采样图像混叠、模糊和噪声的成因基础上,采取逆向求解方法去除混叠、模糊和噪声,实现物理条件约束下兼顾光谱信息的斜采样图像复原,提升分辨率;(3)研究斜模高光谱推帚成像对地观测模型,研制斜模高光谱成像超分辨率重原理样机,并进行应用验证,形成一套可实际应用的斜模高光谱图像超分重建的方法体系。其理论和方法将为高光谱遥感图像的质量改善及高精度定量解析提供一种全新手段。

项目摘要

高光谱成像中光谱分辨率与空间分辨率是相互制约的,光谱分辨率的增加直接导致空间分辨率的下降。本项目从斜模成像物理机制出发,解决斜模高光谱成像空间分辨率提升面临的基础问题。.主要研究内容和成果包括以下几个方面:1)通过模拟分析和实验验证等方法,明确斜模成像角度与空间分辨率、混叠、模糊、噪声之间的内在关系,确定最佳斜模成像角度。2)针对高光谱图像数据量大、谱间相关性强等特点,提出波段选择方法,选择独立性强信息量大的波段。3)从斜模成像机理和成像过程出发,结合倒易晶胞和MTF复原高光谱图像,去混叠去模糊,抑制噪声,提升高光谱图像空间分辨率和成像质量。4)提出光谱分割方法,提取多粒度光谱特征,抑制光谱噪声,增强光谱信息,并用于牧草粗蛋白等营养量反演验证算法的有效性。5)给出一种斜模高光谱图像光谱定标方法,保持光谱在斜模图像复原前后的一致性;研制斜模高光谱成像原理样机,采集实验数据。.本项目研究成果基于斜模成像物理机制,从频域维、空间维、光谱维,提升高光谱图像空间分辨率和成像质量,为高光谱超分成像提供了有价值的科学方法。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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