[发明专利]高分辨率图像复原的奇异谱函数获取方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分辨率图像复原的奇异谱函数获取方法及系统。

背景技术

卫星遥感具有覆盖面大、持续时间长、实时性强、不受国界、地域限制等独特优势,广泛地应用于资源开发、环境监测、灾害研究、全球变化分析等领域,深受各国的高度重视。卫星图像的空间分辨率是衡量卫星遥感能力的一项主要指标,也是衡量一个国家航天遥感水平的重要标志。提高卫星观测空间分辨率已成为卫星工程技术研究热点。卫星获取图像过种中，有很多因素会导致图像质量下降,大气扰动、运动、散焦、传输和噪声都会直接影响到图像分辨率下降,特别是卫星截荷所限使光学系统截止频率有限高，及其CCD芯片像元尺寸有限小，限止了卫星图像空间高频分量，使得图像分辨率不够高。

根据光学傅里叶频谱理论，光学系统存在截止频率c_f=(D-l)(2fλ)，其中D为等效透镜直径，l为CCD芯片尺寸，f为透镜焦距和λ为光波长。若CCD芯片的像元尺寸为w，则按采样定理，也有截止频率为u_w=1(2w)。被摄物中，只有同时小于u_w和c_f的空间频率分量才能获取并成像，若c_f≠u_w，则导致采样资源或光学成像资源浪费。设卫星与被拍摄物的距离为R，则卫星图像的可分辨距离△x=wRf=λR(D-l)。若减少CCD芯片的像元尺寸提高u_w，并且光学截止频率也随之提高c_f=u_w，则可以提高图像的空间分辨率（目前最小值为50μm²），但是CCD芯片像元尺寸w太小，信噪比太低，以至无法正常使用。因此，卫星图像的高频分量缺失是一个绕不开的科学难题。传统的高分辨率（参考文献1：J.L.Harris,Diffraction and resolving power,J.Opt.Soc.Amer.,54(7):931-133,1964和文献2：W.Lukosz,Optical systems with resolving power exceeding the classical limit.J.Opt.Soc.Amer.,56(11):1463-1471,1966）是指对超出光学系统截止频率cf而被丢失的图像高频信息进行恢复,这种方法称为高分辨率复原技术。多数人认为要准确恢复截止频率之外的频谱信息是不可能的，并称此为高分辨率神话。