一种面向多重退化过程的卫星视频超分重建方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种面向多重退化过程的卫星视频超分重建方法和系统，该方法的整个流程：通过卫星视频随机退化模块生成对应的低分辨率视频数据，再利用特征提取模块对低分辨率数据进行特征提取，提取的特征采用高阶格网双向传播方案来传递整个视频序列的每一帧特征，并使用特征对齐模块实现视频数据的特征对齐，最后将对齐后的特征经过像素重组，与上采样后的低分辨率特征相加得到重建的高分辨率影像。通过三种卫星视频数据实验表明，本发明专利技术可以有效的恢复卫星视频的高保真度，显著提高遥感图像的重建质量，同时还具备一定的去噪能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分辨率光学卫星视频影像处理领域，特别涉及到了一种面向多重退化过程的卫星视频超分重建方法和系统。

技术介绍

1、随着遥感技术的快速发展，用户越来越容易获取到高空间分辨率与高时间分辨率的对地观测遥感数据，不再满足于传统的静态对地观测数据。视频卫星是近几年发展起来的一种新型对地观测卫星，与传统的对地观测卫星相比，它可以长时间“凝视”某一特定目标，以一定帧率捕获特定目标时序影像。与传统的静态遥感影像相比，卫星视频数据不仅具有亚米级的高空间分辨率，同时还具有视频级的高时间分辨率，可以提供特定目标的连续信息，实现高时空的动态对地观测，被广泛地应用于变化检测、目标跟踪、交通监控等动态场景应用中。因此，对于视频卫星数据的处理研究对于国土监测、灾害救援、国防安全、智慧城市等具有重要的意义。然而，卫星视频数据的空间分辨率在成像和数据传输中受到复杂环境因素影响，如大气散射、传感器震颤、数据压缩等，卫星视频数据中的高频信息可能丢失，产生模糊的现象，这大大降低了后续应用的性能，因此，提高卫星视频的空间分辨率对于人类感知和下游任务的实现都至关重要。相比通过硬件的方法来本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种面向多重退化过程的卫星视频超分重建方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种面向多重退化过程的卫星视频超分重建方法，其特征在于：步骤S3中所述的卫星视频随机退化模块包括一个下采样模块、四个随机退化模块和一个视频压缩模块；下采样模块采用最邻近插值、双线性插值或双三次插值中的一种下采样方式对图像进行下采样处理；四个随机退化模块中，每个随机退化模块采用随机模糊、运动模糊、随机噪声或传感器震颤中的一种退化模式对图像进行退化处理；视频压缩模块采用帧内压缩或帧间压缩实现，其中帧内压缩包括JPEG压缩、JPEG 2000压缩、PNG压缩、WEBP压缩、BMP压缩...

【技术特征摘要】

1.一种面向多重退化过程的卫星视频超分重建方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种面向多重退化过程的卫星视频超分重建方法，其特征在于：步骤s3中所述的卫星视频随机退化模块包括一个下采样模块、四个随机退化模块和一个视频压缩模块；下采样模块采用最邻近插值、双线性插值或双三次插值中的一种下采样方式对图像进行下采样处理；四个随机退化模块中，每个随机退化模块采用随机模糊、运动模糊、随机噪声或传感器震颤中的一种退化模式对图像进行退化处理；视频压缩模块采用帧内压缩或帧间压缩实现，其中帧内压缩包括jpeg压缩、jpeg 2000压缩、png压缩、webp压缩、bmp压缩、tiff压缩、bpg压缩和flif压缩，帧间压缩包括h.263、h.264、h.265、mjpeg、mjpeg-2、mpeg-4、vp8、vp9和av1。

3.根据权利要求1所述的一种面向多重退化过程的卫星视频超分重建方法，其特征在于：步骤s4中所述的特征提取模块包括k个残差块，每个残差块包括两个卷积层和一个激活层，残差块之间通过跳跃连接的方式进行连接。

4.根据权利要求1所述的一种面向多重退化过程的卫星视频超分重建方法，其特征在于：步骤s5中所述的特征对齐模块用于对步骤s4得到的帧图像特征信息进行信息的传播和聚合，通过高阶格网传播方案进行传播，这个过程分为三个阶段：第一个阶段将特征沿时间递增进行前向传播，第二个阶段是将特征沿时间递减进行后向传播，第三个阶段是将目标帧信息与前后两帧的特征信息进行连接；所述特征对齐模块包括一个残差模块，一个基于光流引导的特征对齐模块和一个时空特征融合模块；残差模块包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李路，王密，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：