本技术涉及一种利用隐式神经网络实现遥感图像超分辨率的技术,系统和设备,旨在深度学习和遥感图像处理技术领域提供创新解决方案。该方法首先收集适用于遥感图像的数据集,并基于这些数据集训练隐式神经网络模型,以实现图像的高分辨率重建。
背景技术
遥感技术通过卫星、飞机或无人机等平台获取地球表面的影像和数据,其在环境监测、自然灾害评估、城市规划等领域具有广泛的应用。然而,遥感影像的空间分辨率受限于传感器的物理限制,难以满足日益增长的高精度需求。因此,提高遥感影像的空间分辨率成为一个重要的研究课题。
超分辨率(Super-Resolution,SR)技术旨在通过算法手段,将低分辨率图像转换为高分辨率图像,该方法可分为单幅图像SR(SISR)和多幅图像SR(MISR)。传统SR方法存在一些局限性,例如插值算法容易导致图像模糊,基于重建的方法计算量大,且对噪声敏感。随着深度学习的兴起,特别是卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNNs)的不断发展,基于深度学习的超分辨率方法逐渐成为研究热点。与传统方法相比,深度学习方法通过大量样本的学习,能够提取影像的高维特征,从而显著提升超分辨率重建效果。虽然这些方法能够提升图像的细节和清晰度,但是放大倍数是固定的或者几个固定的放大倍数进行组合。如果需要进行某一随机尺度的放大,可能需要重新调整模型架构。
遥感影像是重要的地理信息来源,它不同于自然影像,具有覆盖范围广、观测范围大、光谱信息丰富等特点。不同的空间分辨率可能揭示地表物体不同的层次和结构。同时在一个任务中会有多源、多分辨率的影像数据,在进行分析的过程中需要对数据的分辨率进行统一,这里就涉及到不同尺度的超分辨率问题。目前许多方法采用特定尺度的多路径学习来应对单个网络的多尺度超分辨率,通常在上采样模块设计以尺度因子作为输入动态调整结果。这样的方法难以获得最佳性能,而且可能需要大量参数进行计算。
隐式神经表示(Implicit Neural Representations,INR)是指通过神经网络的方式将输入的图像、音频、以及点云等信号表示为函数的方法,在三维重建方面取得了不错的效果。其关键思想是将对象表示为一个函数,该函数将坐标映射到相应的信号。在深度学习中,使用训练后的网络逼近这个函数,则该网络就是隐式神经表示。INR给SR技术提供了一种新的思路,将低分辨率的图像转化为坐标空间中的高维信息表示,根据坐标查询像素的特征得到高分辨率图像。
目前大多数基于INR的SR方法是局部隐式图像函数(LIIF)的扩展,它简单地将坐标和局部特征的周期变换连接起来,并使用多层感知器(MLP)网络预测RGB值。这些方法主要侧重于局部表征,在模型特征提取网络面临计算量大、内存需求高、时间开销大等问题。因此,有必要构建一个新型的基于隐式神经表示的遥感影像连续尺度超分辨率方法。
实现思路