2017.9.30

科研思路:

大致方向:遥感图像+超分

科研安排:前期调研,中期ideas+实验循环,后期成文。

阶段调研总结:

遥感图像分为高光谱、光学、SAR等几类,主要从以下几个方面进行调研:

1、不同类型遥感图像的特点以及超分的难点;

2、不同类型遥感图像的深度学习超分应用;

3、针对图像超分结果的评估指标。

针对评估指标:

【1】Image quality assessment for determining efficacy and limitations of Super-Resolution Convolutional Neural Network (SRCNN)

【2】Using image quality metrics to identify adversarial imagery for deep learning networks

【3】No-Reference Image Quality Assessment in the Spatial Domain

【4】A Framework of Mixed Sparse Representations for Remote Sensing Images

【1】介绍了SRCNN在不同情况下的超分结果,并用no-reference指标brisque和reference指标PSNR和SSIM进行图像质量评估。文中介绍了四种情况下的超分,分别是:

Image Compression:利用SRCNN对JPEG压缩图像进行重建,其超分图像在PSNR、SSIM上并未有所提升,但改善了brisque sroces。

Successive Image Correction:

Scaling Factor:针对不同的超分factor情况,factor增加会导致brisque、psnr、ssim变差。

Incremental Scaling:在brisque指标上,增量式重建(2X2X)比单次(4X)要好。

【1】中学习的想法:1、brsque是否可以作为超分评价指标,2、利用增量式重建是否质量更好。

【2】实验验证了BRISQUE可作为区别真实图像与对抗图像的标准。

【3】提出了BRISQUE指标,自然图像的亮度归一化后是趋向于高斯分布的,而失真会破坏这种分布,所以通过测量这种统计特征的改变可以达到衡量失真程度的目的。针对超分,可以考虑重建后保持这种分布,即brisque。但是该指标描述是自然图像,对于遥感图像是否也拥有这种分布,以及遥感图像是否拥有其他某种分布,还需要继续深入调研。

【4】引入点扩散函数(Pointed Spread Functions, PSFs)的概念对其超分方法进行评价,利用维纳滤波计算超分遥感图像与经过插值的低分辨率均值图像的PSF值,通常情况下,PSF的半峰全宽值与图像的模糊程度相关,宽度越宽图像越模糊,相应地,在这里PSF的半峰全宽值越宽则表明重构质量越好。

对于指标,经过讨论,最好还是研究常用指标PSNR、SSIM等指标,使用其他指标改模型难度较大,研究遥感的图像基于某种分布属于另外的研究问题,其他指标可作为附加实验。

利用深度学习的遥感超分应用:

两篇关于高光谱图像的超分:

【1】Hyperspectral image reconstruction by deep convolutional neural network for classification

【2】Hyperspectral image super-resolution using deep convolutional neural network

【1】【2】指出高光谱图像在重建过程中,既要实现空间特征的超分辨率,同时需保留光谱信息不distort。

【1】的contribution:

1、提出HRCNN,包含四层CNN,结构没啥创新。

2017.9.30_第1张图片

2、Band selection:从高光谱图像波段中选出在六个特征上与first PC(pca降维的第一主成分)相近的一个band。including angular second moment(ASM), contrast, entropy, variance, correlation, dissimilarity

选择p最小的那个band

3、classification:最后用各种分类器来评估重建效果。

【2】的contrbution:

1、用于重建空间特征的SCT策略。

2、用于重建光谱信息的SDCNN,通过CNN网络训练高光谱图像波段间的差值,实现光谱信息的重建。

2017.9.30_第2张图片
SDCNN 

3、结合SCT策略和SDCNN进行SR,实现在光谱信息不失真的情况下空间信息的重建。

2017.9.30_第3张图片

在高光谱超分方面请教了师兄,指出几个难点:

1、目前仍以传统方法为主,并没有很好的与深度学习结合;

2、高光谱图像本身结构复杂,且存储大,图像处理计算消耗大;

3、利用深度学习进行end-to-end建模难度大,还没有相关成果。

你可能感兴趣的:(2017.9.30)