基于多帧_差分_图像的分辨率提高算法

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1、第34卷第6期光电工程Vol.34,No.62007年6月Opto-ElectronicEngineeringJune,2007文章编号：1003-501X(2007)06-0088-04基于多帧“差分”图像的分辨率提高算法1,211胡福生，金光，鲍赫(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2.中国科学院研究生院，北京100039)摘要：介绍了一种基于多帧“差分”图像重建高分辨率图像技术，并从CCD数字化采样能量的角度分析了多幅低分辨率的“差分”图像与高分辨率图像各像素灰度值的对应关系，给出了通过图像“

2、差分”技术提高探测图像分辨率的倍数与所需CCD最少数目之间的一般规律。最后，采用Matlab软件以一幅黑白条纹均匀分布的图像作为目标物，模拟了图像“差分”技术的实现过程，仿真结果表明了该技术的可行性。关键词：图像处理；差分图像；像素灰度值；计算机仿真；CCD中图分类号：TP751文献标识码：AHigh-resolutionimagereconstructionbasedonmulti-framedifferenceimages1,211HUFu-sheng，JINGuang，BAOHe(1.ChangchunInstituteof

3、Optics,FineMechanicsandPhysics,theChineseAcademyofSciences,Changchun130033,China;2.GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China)Abstract:Amethodaboutthereconstructionofthehigh-resolutionimagebasedonmulti-framelowresolutiondifference-imageswasintrodu

4、ced.Therelationshipofthepixelgray-levelbetweenlowresolutiondifference-imagesandcorrespondinghighresolutionimagewasobtainedbyanalyzingtheenergyofCCDsampling.Ageneralregularitybetweentheenhancedtimesoftheresolutionofthedetectedfigurebyusingdifferencemethodandtheleastcou

5、ntofCCDwasgiven.Intheend,theimplementationprocessofutilizingdifference-imagestechniquetoimprovetheresolutionofthefigurewassimulatedusingMatlabsoftwarebytakingauniformlydistributedblackandwhitestripeimageastheobject.Theresultprovesthatthetechniqueisavailableinhigh-reso

6、lutionimagereconstruction.Keywords:Imageprocessing;Difference-images;Pixelgray-level;Computersimulation;CCD引言图像的空间分辨率是评价图像质量的一个关键性指标，也是图像应用中举足轻重的一个参数。当今，提高传输型空间相机的分辨率方法可分为常规方法和非常规方法。式(1)为CCD相机地面像元分辨率的数学表达式：GSD=p⋅H/f(1)式中：GSD为地面像元分辨率(GroundSampledDistance)，p为CCD像元尺寸，H为

7、轨道高度，f为CCD相机的光学焦距。从上面的表达式出发，我们可以找到3种提高CCD相机空间分辨率的直接常规方法：1)减小CCD的像元尺寸；2)增大相机焦距；3)降低轨道高度。这些常规方法在国内外都已经作了比较多的研究，它们收稿日期：2006-06-27；收到修改稿日期：2007-01-19基金项目：国家自然科学基金资助项目(60575025)作者简介：胡福生(1981-)，男(汉族)，江西赣州人，硕士生，主要研究工作是遥感成像技术。E-mail:hufs_1@163.com2007年6月胡福生等：基于多帧“差分”图像的分辨率提高算

8、法89各有自己的优势和缺陷。其中，减小CCD的像元尺寸最直接，效果也最好。但是减小CCD像元尺寸受到工艺水平的限制，而且会带来灵敏度降低、信噪比减小、动态范围损失等问题。因此，探讨出一种非常规方法来提高空间相机的分辨率就显得非常有意义。图像“差分”