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阵列相机图像邻近目标超分辨方法

安成锦 杨俊刚 梁政宇 陈芊羽 曾瑶源 安玮

安成锦, 杨俊刚, 梁政宇, 陈芊羽, 曾瑶源, 安玮. 阵列相机图像邻近目标超分辨方法[J]. 电子与信息学报, 2023, 45(11): 4050-4059. doi: 10.11999/JEIT230810
引用本文: 安成锦, 杨俊刚, 梁政宇, 陈芊羽, 曾瑶源, 安玮. 阵列相机图像邻近目标超分辨方法[J]. 电子与信息学报, 2023, 45(11): 4050-4059. doi: 10.11999/JEIT230810
AN Chengjin, YANG Jungang, LIANG Zhengyu, CHEN Qianyu, ZENG Yaoyuan, AN Wei. Closely Spaced Objects Super-resolution Method Using Array Camera Images[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2023, 45(11): 4050-4059. doi: 10.11999/JEIT230810
Citation: AN Chengjin, YANG Jungang, LIANG Zhengyu, CHEN Qianyu, ZENG Yaoyuan, AN Wei. Closely Spaced Objects Super-resolution Method Using Array Camera Images[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2023, 45(11): 4050-4059. doi: 10.11999/JEIT230810

阵列相机图像邻近目标超分辨方法

doi: 10.11999/JEIT230810
基金项目: 国家自然科学基金(61921001);“卫星信息智能处理与应用技术”实验室自主科研基金(2022-ZZKY-JJ-14-01)
详细信息
    作者简介:

    安成锦:女,副教授,研究方向为光电探测

    杨俊刚:男,副教授,研究方向为光电探测

    梁政宇:男,博士生,研究方向为光电探测

    陈芊羽:女,硕士生,研究方向为光电探测

    曾瑶源:男,副教授,研究方向为光电探测

    安玮:女,教授,研究方向为光电探测

    通讯作者:

    杨俊刚  yangjungang@nudt.edu.cn

  • 中图分类号: TN911.73

Closely Spaced Objects Super-resolution Method Using Array Camera Images

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61921001), The Research Funding of Satellite Indormation Intelligent Processing and Application Research Laboratory (2022-ZZKY-JJ-14-01)
  • 摘要: 空天威胁目标通常距离成像系统较远,导致其在图像中信噪比低、尺寸小,即呈现为弱小目标。由于系统分辨率限制,当目标以密集目标群出现时,往往在图像中形成未分辨目标簇,对目标发现、跟踪、识别等带来挑战。阵列相机可以提供多个视角的互补观测信息,采用融合阵列相机图像的超分辨技术,可有效提升弱小目标分辨能力,为分辨密集多目标提供技术途径。该文分析了空间邻近目标与阵列相机之间的几何关系,并提出一种基于阵列相机图像稀疏重建的邻近目标超分辨率方法。利用空间邻近目标在像平面上稀疏性先验假设和阵列相机多视图之间关于目标的投影约束,仿真实验结果表明所提方法能够有效分辨空间邻近目标,实现对空间邻近目标位置和数量的准确估计。
  • 图  1  阵列相机图像各视角示意图, $(u,v)$表示子图像的视角坐标

    图  2  在水平基线上阵列相机图像建模示例图

    图  3  两个空间邻近目标的3 $ \times $3阵列相机图像仿真

    图  4  两个空间邻近目标的3 $ \times $3阵列相机图像仿真(含噪声)

    图  5  对3×3阵列相机图像各视角的单图稀疏重构结果

    图  6  联合3×3阵列相机图像各视角的稀疏重构结果

    图  7  仿真数据集Ima划分示意

    图  8  Ima_01场景不同数量阵列相机图像超分辨结果

    图  9  Ima_01场景不同数量阵列相机图像超分辨结果的2维表示

    图  10  在不同 $ k $值条件下对Ima_01的7×7阵列图像超分辨结果的2维表示

    图  11  在不同 $ k $值条件下对Ima_01的7×7阵列图像超分辨结果的正确率

    表  1  联合不同数量阵列相机图像的邻近目标超分辨结果正确率

    阵列大小 3 $ \times $3 5 $ \times $5 7 $ \times $7 9 $ \times $9
    正确恢复率 0.54 0.76 0.95 0.98
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-08-01
  • 修回日期:  2023-09-27
  • 网络出版日期:  2023-10-10
  • 刊出日期:  2023-11-28

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