【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院智能所謝成軍與張潔團隊提出了一種全新的頻域無關(guān)特征學(xué)習(xí)框架，為多源異構(gòu)遙感圖像的統(tǒng)一表征與自適應(yīng)融合提供了新的解決方案。該研究在計算機視覺領(lǐng)域TOP國際期刊IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology.(IEEE TCSVT)上發(fā)表。
 

　　遙感圖像全色銳化是遙感圖像處理方向的核心技術(shù)，它通過融合高分辨率的全色圖像和低分辨率的多光譜圖像，從而生成細節(jié)更加豐富、視覺清晰度更高的高分辨率多光譜遙感圖像。這項技術(shù)在提升光學(xué)遙感衛(wèi)星的空間分辨率與光譜分辨率平衡方面具有重要應(yīng)用價值，然而，現(xiàn)有的遙感圖像全色銳化方法在面對分布外數(shù)據(jù)時通常會出現(xiàn)顯著的性能下降，原因在于其假設(shè)訓(xùn)練集和測試集的數(shù)據(jù)分布相同。
 

　　為克服上述挑戰(zhàn)，研究團隊提出了全新的頻域無關(guān)特征學(xué)習(xí)框架。該方法通過分析圖像幅值與相位分量中的域無關(guān)信息分布，利用頻率信息分離模塊和可學(xué)習(xí)的高頻濾波器來對圖像信息進行解耦，再將這些信息輸入專門設(shè)計的子網(wǎng)絡(luò)進行學(xué)習(xí)。最終，經(jīng)過信息融合與恢復(fù)模塊的動態(tài)特征通道權(quán)重調(diào)整，生成高質(zhì)量的融合圖像。在多個公開數(shù)據(jù)集上的跨場景測試結(jié)果表明，該方法在泛化性能方面表現(xiàn)優(yōu)越，能夠有效應(yīng)對不同數(shù)據(jù)分布的挑戰(zhàn)。通過在WorldView-III數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練，并將其泛化到其他數(shù)據(jù)集進行測試，該方法不僅在訓(xùn)練數(shù)據(jù)集上保持了卓越的表現(xiàn)，且在泛化數(shù)據(jù)集上相比次優(yōu)方法，分別在WorldView-II和GaoFen-2數(shù)據(jù)集上取得了1.46 dB和4.97 dB的峰值信噪比(PSNR)提升。此外，視覺效果的對比驗證了該框架在域無關(guān)信息提取和學(xué)習(xí)上的有效性，能夠在數(shù)據(jù)分布存在顯著差異的情況下，保持穩(wěn)定的性能。這進一步證明了該方法在解決遙感圖像全色銳化泛化問題中的重要價值。
 

　　該項工作得到了安徽省自然科學(xué)基金項目的資助。張潔副研究員和碩士生曹可為論文的共同第一作者。張俊、周滿為論文的共同通訊作者。
 

圖 1 基于頻域解耦的遙感圖像全色銳化域無關(guān)特征學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)
 

圖 2 可學(xué)習(xí)的高頻濾波模塊
 

表1在WorldView-III數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練的跨數(shù)據(jù)集實驗
 

圖 4 WorldView-II 數(shù)據(jù)集上的泛化實驗結(jié)果