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专利号: 2021104238004
申请人: 山东师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于生成对抗网络和压缩感知的遥感图像融合方法,其特征在于,包括:

获取待融合的原始LRMS图像和原始PAN图像;

基于生成对抗网络并随机初始化网络参数,作为HRMS图像生成模型;

生成预设长度的随机噪声,输入所述HRMS图像生成模型,获得伪HRMS图像;基于压缩感知理论对所述伪HRMS图像进行分解,获得伪LRMS图像和伪PAN图像;

确定原始图像与伪图像之间的损失函数,以最小化损失为目标对所述随机噪声和网络参数进行若干轮次优化,每轮次优化结束保存生成的伪HRMS图像;所述优化过程具体包括:固定网络参数,通过Adam优化器对随机噪声进行优化;固定随机噪声,通过Adam优化器对网络参数进行优化;循环执行优化步骤,直到循环次数达到预先设定的最大循环次数;

所述方法通过对随机噪声和生成模型参数同时进行优化,克服了压缩感知理论中只对随机噪声进行优化,导致生成图像质量不佳的问题;同时,采用了MAEloss与SSIMloss的混合损失函数,与单一损失函数相比更多的保留了细节和纹理的准确性,减少了图像模糊与色彩失真。

2.如权利要求1所述的基于生成对抗网络和压缩感知的遥感图像融合方法,其特征在于,所述基于压缩感知理论对所述伪HRMS图像进行分解,获得伪LRMS图像和伪PAN图像,具体包括:基于压缩感知理论对伪HRMS图像进行平均下采样得到伪LRMS图像;基于压缩感知理论对伪HRMS图像进行通道平均加权得到伪PAN图像。

3.如权利要求1所述的基于生成对抗网络和压缩感知的遥感图像融合方法,其特征在于,所述确定原始图像与伪图像之间的损失函数,具体包括:分别计算伪LRMS图像与原始LRMS图像、伪PAN图像与原始PAN图像之间的平均绝对损失和结构相似性损失;将各损失函数按相应权重相加得到总的损失函数。

4.如权利要求3所述的基于生成对抗网络和压缩感知的遥感图像融合方法,其特征在于,所述平均绝对损失定义如下:其中,Xi与Yi表示图像X和Y对应位置的像素值,n表示像素点的个数。

5.如权利要求3所述的基于生成对抗网络和压缩感知的遥感图像融合方法,其特征在于,所述结构相似性损失定义如下:

2 2

其中,uX,uY分别表示图像X和Y的均值,σX,σY分别表示图像X和Y的标准差,σX ,σY分别表示图像X和Y的方差;σXY代表图像X和Y协方差;C1,C2为常数。

6.如权利要求1所述的基于生成对抗网络和压缩感知的遥感图像融合方法,其特征在于,所述随机噪声采用均值为0,标准差为1的高斯分布生成。

7.基于生成对抗网络和压缩感知的遥感图像融合系统,其特征在于,包括:

图像获取单元,其用于获取待融合的原始LRMS图像和原始PAN图像;

模型构建单元,其用于基于生成对抗网络并随机初始化网络参数,作为HRMS图像生成模型;

伪图像生成单元,其用于生成预设长度的随机噪声,输入所述HRMS图像生成模型,获得伪HRMS图像;基于压缩感知理论对所述伪HRMS图像进行分解,获得伪LRMS图像和伪PAN图像;

融合图像生成单元,其用于确定原始图像与伪图像之间的损失函数,以最小化损失为目标对所述随机噪声和网络参数进行若干轮次优化,每轮次优化结束保存生成的伪HRMS图像,全部轮次结束后选择最优的伪HRMS图像作为输出;所述优化过程具体包括:固定网络参数,通过Adam优化器对随机噪声进行优化;固定随机噪声,通过Adam优化器对网络参数进行优化;循环执行优化步骤,直到循环次数达到预先设定的最大循环次数;

所述系统通过对随机噪声和生成模型参数同时进行优化,克服了压缩感知理论中只对随机噪声进行优化,导致生成图像质量不佳的问题;同时,采用了MAEloss与SSIMloss的混合损失函数,与单一损失函数相比更多的保留了细节和纹理的准确性,减少了图像模糊与色彩失真。

8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1‑6任一项所述的基于生成对抗网络和压缩感知的遥感图像融合方法。

9.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如权利要求1‑6任一项所述的基于生成对抗网络和压缩感知的遥感图像融合方法。