本發(fā)明提供了一種基于微小衛(wèi)星星座的多幀圖像重構(gòu)的方法，如圖1所示，包括 以下步驟：
[0045] S1、基于微小衛(wèi)星星座獲取多幀具有微小位移的序列圖像：
[0046] 如圖2所示：在同一時刻，分別利用分居在多顆編隊飛行的微小衛(wèi)星1上的攝像系 統(tǒng)2攝取同一目標場景的圖像，由此得到多幀具有微小位移的序列圖像。
[0047] 對采集到的多幀序列圖像進行處理時，可以先處理第一幀圖像和第二幀圖像，然 后將處理后得到的圖像與第三幀圖像進行處理，以此類推，完成整個序列圖像的處理工作。 以下以第一幀圖像和第二幀圖像的處理過程為例。
[0048] S2、利用基于插值和邊緣特征點相結(jié)合的圖像配準方法將其進行亞像元級圖像配 準。如圖3所示，其具體步驟如下所示：
[0049] S21、針對基準圖像a與浮動圖像b，采用三線性插值法對其進行插值縮放得到圖 像 a '、b '；
[0050] S22、對縮放后的圖像a'、b'采用Canny算法分別進行邊緣特征點提??；
[0051] S23、為每條邊緣上提取的特征點構(gòu)造方向鏈碼，尋找匹配邊緣；
[0052] S24、利用相鄰特征點的角度信息確定旋轉(zhuǎn)角度，并校正角度；
[0053] S25、計算出圖像縮放的比例因子，具體步驟如下所示：
[0054] S251、獲取基準圖像a與其縮放圖像a'兩幅圖像的匹配邊緣，具體步驟同S22、 S23；
[0055] S252、以匹配邊緣上的特征點為控制點，以控制點做B-Spline曲線變化；
[0056] S253、利用B-Spline函數(shù)的型值，獲取圖像的縮放比例因子。
[0057] S26、根據(jù)圖像a'、b'中選取的特征點的角度信息和坐標信息確定縮放圖像 a'、b'的偏移量。然后利用步驟S253得到的圖像縮放因子對該參量進行同等倍數(shù)的縮放 處理以得到原始圖像a、b的偏移量。
[0058] S3、對配準后僅具有亞像元級錯位的圖像采用順序加權(quán)排列法進行插值重構(gòu)，插 值重構(gòu)算法具體如下：
[0059] 設(shè)配準后僅具有亞像元級錯位的兩幅低分辨率圖像分別為A、B，插值重構(gòu)得到的 高分辨率圖像為H。以圖像A左上角的頂點為原點，沿圖像坐標系方向建立坐標系，那么圖 像B左上角的頂點坐標為（Ax，Ay)，其中Ax和Ay分別為圖像序列間橫向和縱向的亞 像元微位移大小。插值重構(gòu)算法的公式如下所示：
[0060]①若A x < 〇. 5個像素，A y < 〇. 5個像素。如圖4所示，則：
[0062] 式中，i，j為正整數(shù)，a = A x/X、b = A y/A，A為原始圖像的像素大小，且B(0， j)，B(i，0)均取零。
[0063] ②若A x < 〇. 5個像素，A y > 〇. 5個像素。如圖5所示，則：
【主權(quán)項】
1. 一種基于微小衛(wèi)星星座的多帖圖像重構(gòu)方法，其特征在于所述方法步驟如下： 步驟一、基于微小衛(wèi)星星座獲取多帖具有微小位移的序列圖像； 步驟二、針對采集到的多帖圖像，利用基于插值和邊緣特征點相結(jié)合的圖像配準方法 將其進行亞像元級圖像配準； 步驟=、對配準后僅具有亞像元級錯位的圖像采用順序加權(quán)排列法進行插值重構(gòu)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微小衛(wèi)星星座的多帖圖像重構(gòu)方法，其特征在于所述步 驟一的具體步驟如下： 在同一時刻，分別利用分居在多顆編隊飛行的微小衛(wèi)星上的攝像系統(tǒng)攝取同一目標場 景的圖像，由此得到多帖具有微小位移的序列圖像。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微小衛(wèi)星星座的多帖圖像重構(gòu)方法，其特征在于所述步 驟二的具體步驟如下： (1) 針對基準圖像a與浮動圖像b，采用=線性插值法對其進行插值縮放得到圖像a'、 (2) 對縮放后的圖像a'、b'采用Canny算法分別進行邊緣特征點提取； (3) 為每條邊緣上提取的特征點構(gòu)造方向鏈碼，尋找匹配邊緣； (4) 利用相鄰特征點的角度信息確定旋轉(zhuǎn)角度，并校正角度； (5) 計算出圖像縮放的比例因子： (6) 根據(jù)圖像a'、b'中選取的特征點的角度信息和坐標信息確定縮放圖像a'、b' 的偏移量，然后利用步驟（5)得到的圖像縮放因子對該參量進行同等倍數(shù)的縮放處理W得 到原始圖像a、b的偏移量。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于微小衛(wèi)星星座的多帖圖像重構(gòu)方法，其特征在于所述步 驟巧）的具體步驟如下： a、 獲取基準圖像a與其縮放圖像a'兩幅圖像的匹配邊緣； b、W匹配邊緣上的特征點為控制點，W控制點做B-Spline曲線變化； C、利用B-Spline函數(shù)的型值，獲取圖像的縮放比例因子。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微小衛(wèi)星星座的多帖圖像重構(gòu)方法，其特征在于所述步 驟四的具體步驟如下： 設(shè)配準后僅具有亞像元級錯位的兩幅低分辨率圖像分別為A、B，插值重構(gòu)得到的高分 辨率圖像為H。W圖像A左上角的頂點為原點，沿圖像坐標系方向建立坐標系，那么圖像B 左上角的頂點坐標為（Ax，Ay),其中Ax和Ay分別為圖像序列間橫向和縱向的亞像元 微位移大小，插值重構(gòu)算法的公式如下所示： ①若AX< 0. 5個像素，Ay< 0. 5個像素，則：式中，i，j為正整數(shù)，a=Ax/A、b=Ay/A，A為原始圖像的像素大小，且B(0,j)，B(i，0)均取零； ② 若AX< 0. 5個像素，Ay> 0. 5個像素，則：③ 若AX> 0. 5個像素，Ay< 0. 5個像素，則：④ 若AX> 0. 5個像素，Ay< 0. 5個像素，則：
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于微小衛(wèi)星星座的多幀圖像重構(gòu)方法，其步驟如下：步驟一、基于微小衛(wèi)星星座獲取多幀具有微小位移的序列圖像；步驟二、針對采集到的多幀圖像，利用基于插值和邊緣特征點相結(jié)合的圖像配準方法將其進行亞像元級圖像配準；步驟三、對配準后僅具有亞像元級錯位的圖像采用順序加權(quán)排列法進行插值重構(gòu)。本發(fā)明基于微小衛(wèi)星星座，運用基于插值和邊緣特征點相結(jié)合的圖像配準方法和基于順序加權(quán)法的圖像重構(gòu)方法，將多幀互有微小位移的低分辨率圖像插值重構(gòu)出一幀高分辨率圖像，從而提升整個系統(tǒng)的成像質(zhì)量，以獲得更加豐富的目標信息。
【IPC分類】G06T7/00
【公開號】CN105205812
【申請?zhí)枴緾N201510551852
【發(fā)明人】孫婷婷, 周程灝, 王治樂, 朱瑤, 徐君, 莊雯
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月1日