基于张量截断核范数的高光谱图像超分辨率重构

王艺卓; 曾海金; 赵佳佳; 谢晓振

doi:doi:10.3788/LOP56.211007

激光与光电子学进展, 2019, 56 (21): 211007, 网络出版: 2019-11-02

基于张量截断核范数的高光谱图像超分辨率重构下载： 998次

Super-Resolution Reconstruction of Hyperspectral Images Based on Tensor Truncated Nuclear Norm

王艺卓曾海金赵佳佳谢晓振 ^*

作者单位

西北农林科技大学理学院, 陕西咸阳 712100

图 & 表

图 1. TNN-LRTV算法步骤

Fig. 1. Steps of TNN-LRTV algorithm

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图 2. Moffet Field图第50通道重构结果。(a)原始图;(b)模糊下采样图;(c) NLM结果;(d) SSGS结果;(e) LRTV结果;(f) TNN-LRTV结果

Fig. 2. Reconstruction results on band 50 of Moffet Field data. (a) Original image; (b) fuzzy down sampling image;(c) result of NLM method; (d) result of SSGS method; (e) result of LRTV method; (f) result of TNN-LRTV method

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图 3. DC Mall图第101通道重构结果。(a)原始图;(b)模糊下采样图;(c) NLM结果;(d) SSGS结果;(e) LRTV结果;(f) TNN-LRTV结果

Fig. 3. Reconstruction results on band 101 of DC Mall image. (a) Original image; (b) fuzzy down sampling image; (c) result of NLM method; (d) result of SSGS method; (e) result of LRTV method; (f) result of TNN-LRTV method

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图 4. 各方法重构结果的I_PSNR值

Fig. 4. I_PSNR values of different methods

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图 5. 各方法重构结果I_SSIM值

Fig. 5. I_SSIM values of different methods

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图 6. (100, 120)处的光谱特征结果。(a)原始光谱特征;(b)模糊下采样后光谱特征;(c)各方法重构结果的光谱特征值

Fig. 6. Results of spectral features at (100, 120). (a) Spectral feature of original image; (b) spectral feature after fuzzy down sampling; (c) spectral features of the reconstructed results of different methods

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表 1不同方法的高光谱图像SR重构结果比较

Table1. Comparison of SR reconstruction results of hyperspectral images by different methods

Metric	Dataset	NLM	SSGS	LRTV	TNN-LRTV
MSSIM /%	DC Mall 1	0.7475	0.7930	0.8357	0.8540
	DC Mall 2	0.7791	0.8546	0.8653	0.8794
	DC Mall 3	0.7811	0.8586	0.8670	0.8814
	Moffett 1	0.7282	0.8041	0.8106	0.8319
	Moffett 2	0.7296	0.7983	0.8109	0.8307
MPSNR /dB	DC Mall 1	23.512	25.331	25.623	26.425
	DC Mall 2	23.204	25.059	25.142	25.660
	DC Mall 3	23.619	25.516	25.602	26.137
	Moffett 1	26.747	27.685	28.122	28.565
	Moffett 2	26.879	27.613	28.229	28.646

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王艺卓, 曾海金, 赵佳佳, 谢晓振. 基于张量截断核范数的高光谱图像超分辨率重构[J]. 激光与光电子学进展, 2019, 56(21): 211007. Yizhuo Wang, Haijin Zeng, Jiajia Zhao, Xiaozhen Xie. Super-Resolution Reconstruction of Hyperspectral Images Based on Tensor Truncated Nuclear Norm[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2019, 56(21): 211007.

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图 1. TNN-LRTV算法步骤

Fig. 1. Steps of TNN-LRTV algorithm

图 2. Moffet Field图第50通道重构结果。(a)原始图;(b)模糊下采样图;(c) NLM结果;(d) SSGS结果;(e) LRTV结果;(f) TNN-LRTV结果

Fig. 2. Reconstruction results on band 50 of Moffet Field data. (a) Original image; (b) fuzzy down sampling image;(c) result of NLM method; (d) result of SSGS method; (e) result of LRTV method; (f) result of TNN-LRTV method

图 3. DC Mall图第101通道重构结果。(a)原始图;(b)模糊下采样图;(c) NLM结果;(d) SSGS结果;(e) LRTV结果;(f) TNN-LRTV结果

Fig. 3. Reconstruction results on band 101 of DC Mall image. (a) Original image; (b) fuzzy down sampling image; (c) result of NLM method; (d) result of SSGS method; (e) result of LRTV method; (f) result of TNN-LRTV method

图 4. 各方法重构结果的I_PSNR值

Fig. 4. I_PSNR values of different methods

图 5. 各方法重构结果I_SSIM值

Fig. 5. I_SSIM values of different methods

图 6. (100, 120)处的光谱特征结果。(a)原始光谱特征;(b)模糊下采样后光谱特征;(c)各方法重构结果的光谱特征值

Fig. 6. Results of spectral features at (100, 120). (a) Spectral feature of original image; (b) spectral feature after fuzzy down sampling; (c) spectral features of the reconstructed results of different methods

表 1不同方法的高光谱图像SR重构结果比较

Table1. Comparison of SR reconstruction results of hyperspectral images by different methods

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图 2. Moffet Field图第50通道重构结果。(a)原始图;(b)模糊下采样图;(c) NLM结果;(d) SSGS结果;(e) LRTV结果;(f) TNN-LRTV结果

Fig. 2. Reconstruction results on band 50 of Moffet Field data. (a) Original image; (b) fuzzy down sampling image;(c) result of NLM method; (d) result of SSGS method; (e) result of LRTV method; (f) result of TNN-LRTV method

图 3. DC Mall图第101通道重构结果。(a)原始图;(b)模糊下采样图;(c) NLM结果;(d) SSGS结果;(e) LRTV结果;(f) TNN-LRTV结果

Fig. 3. Reconstruction results on band 101 of DC Mall image. (a) Original image; (b) fuzzy down sampling image; (c) result of NLM method; (d) result of SSGS method; (e) result of LRTV method; (f) result of TNN-LRTV method

图 4. 各方法重构结果的IPSNR值

Fig. 4. IPSNR values of different methods

图 5. 各方法重构结果ISSIM值

Fig. 5. ISSIM values of different methods

图 6. (100, 120)处的光谱特征结果。(a)原始光谱特征;(b)模糊下采样后光谱特征;(c)各方法重构结果的光谱特征值

Fig. 6. Results of spectral features at (100, 120). (a) Spectral feature of original image; (b) spectral feature after fuzzy down sampling; (c) spectral features of the reconstructed results of different methods

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图 4. 各方法重构结果的I_PSNR值

Fig. 4. I_PSNR values of different methods

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Fig. 5. I_SSIM values of different methods