基于深度学习的风云四号卫星图像超分辨率重建

作者：谢梦; 杨春蕾^*; 顾明剑; 胡勇

来源：红外, 2023, 44(07): 46-52.

• 风云四号
• 深度学习
• 图像重建
• 超分辨率

风云四号A卫星(FY-4A)部分通道的图像分辨率较低，影响风云卫星多通道协同监测能力。针对该问题，提出一种改进的超分辨率生成对抗网络(Enhanced Super-Resolution Generative Adversarial Networks, ESRGAN)算法来实现FY-4A影像的超分辨率重建。该方法基于ESRGAN的生成器架构，利用迁移学习策略，将预训练权重作为模型的初始值，设计了一组包含5层空洞卷积层的残差密集模块(Residual-in-Residual Dense Block, RRDB),并优化了损失函数。结果表明，在4倍影像分辨率重建下，相比于ESRGAN算法，改进的ESRGAN算法在峰值信噪比(Peak Signal-to-Noise Ratio, PSNR)、结构相似性(Structural Similarity, SSIM)、空间相关系数(Correlation Coefficient, CC)上分别提高了0.704、0.029、0.002,均方根误差(Root-Mean-Square Error, RMSE)降低了10%,且重建影像更加清晰自然，纹理更加细致。

• 单位
  中国科学院上海技术物理研究所