先驗引導的多降質特征“珞珈一號”夜光遙感影像質量提升方法

卜麗靜，吳文玉，張正鵬，楊 銀

1.湘潭大學自動化與電子信息學院，湖南 湘潭 411105；2.二十一世紀空間技術應用股份有限公司，北京 100096；3.湘潭大學數學與計算機科學學院，湖南 湘潭 411105；4.湖南國家應用數學中心，湖南 湘潭 411105

隨著遙感技術的不斷發展，遙感數據的種類越來越豐富。其中夜光(nighttime light,NTL)遙感衛星能夠獲得與人類活動有關的城市燈光、自然界物體發光、艦船燈光和油井燃燒發光等信息[1]，在反映人類社會活動方面具有獨特的能力，因此它被廣泛應用于社會經濟領域的空間數據挖掘問題中[2-4]。夜光遙感影像屬于夜晚低照度拍攝環境下的成像，被拍攝場景是不均勻的亮度信息[5]，成像時受環境(如大氣光、云霧)、目標輻射、光學成像系統等方面的影響更為突出，往往在影像上表現出模糊、分辨率降低等綜合降質現象，如圖1(c)所示。影像的模糊主要表現為由于大氣散射產生的輝光模糊(圖1(a))和由云霧產生的模糊(圖1(b))；影像的分辨率降低主要是受成像硬件的影響。對于這些降質問題目前通常采用各種軟件處理方法進行去除或者減弱，如一般用影像復原方法去除模糊，用超分辨率重建方法提高影像的分辨率，從而達到影像質量提升的目的。

圖1 夜光遙感影像的降質現象

影像的去模糊、去云霧、超分辨率重建是影像質量提升領域里的經典問題，總的來說可以分為傳統方法和學習方法。在傳統方法方面，關于去模糊和去云霧問題，有基于PSF估計的方法[6]、基于影像增強的方法[7]、基于高斯濾波器和照明頻率的方法[8]、基于統計先驗的方法[9]、基于暗通道先驗方法[10]等?！?br>