Специальная коррекция космических изображений высокого и сверхвысокого разрешения

Современные технологии снижения на космических изображениях функции рассеяния точки (ФРТ), выполняемые с неполным описанием ФРТ в пространственно-частотных спектрах при оценках ФРТ по опознаваемым линеаментам, границам нередко приводят к окончательному формированию изображения высокого и сверхвысокого разрешения, на котором присутствует «остаточная» ФРТ с апертурой, превышающей размеры пиксела в нецелое число раз. Замерить такую ФРТ прямыми методами весьма затруднительно. Пятно ФРТ при этом от начального состояния, соответствующего регулярному его представлению в виде геометрического образа, при снижении ее с учетом измерительной информации – значений углов ориентации оптической оси формирующей системы и кинематических орбитальных параметров, преобразуется в пикселизованную «картинку», для которой указанные методы снижения апертуры ФРТ теряют свою эффективность.
Строя деконволюцию – решение интегральных уравнений Фредгольма с использованием модифицированных фильтров Винера т.е. спектральных представлений оператора деконволюции (СПОД) и минимизируя невязки обратной оптимизированной частотно-контрастной характеристики тракта зондирования
1/(ЧКХТ) и СПОД на этапах итеративного процесса коррекции, можно определить сходящуюся к минимальной норме последовательность частотно-зависимых параметров возмущения СПОД (сводя «остаточную» ФРТ к апертуре пиксела по технологии возмущения операторов в гильбертовых пространствах). ЧКХТ на этапах итераций синтезируется классическим отношением пространственно частотных спектров исходного и корректируемого изображений в специальном разработанном аддитивном представлении задачи коррекции изображения на основе обобщенного градиентного оператора с варьируемым порядком.
Оптимизация ЧКХТ проводится минимизацией функционалов, сформулированных на требованиях:
- отсутствия тенденции спада и роста аппликат ЧКХТ вплоть до приближения к высшим спектральным модам в заданных пределах;
- максимальной гладкости ЧКХТ;
- наиболее крутого спада ЧКХТ в области высшей спектральной моды тракта;
- мажорирования огибающей ЧКХТ огибающую 1/СПОД даже с возмущающей добавкой;
- вписывания огибающей спектрального представления наблюдаемого на изображении линеамента или границы в огибающую ЧКХТ;
- не превышения значением порядка градиентного оператора порога, при котором резидентно присутствуют глобальное контрастирование или выделение контуров.
Снижение по описанной методе ФРТ является одновременно и измерением «малых» ФРТ методом сравнения радиусов пространственных спектров изображений – исходного и откорректированного. Для технологий сверхразрешения представленный метод дает существенное улучшение показателя резкости на результирующем изображении.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 14-07-00171 .