1.一种面向海上船舶图像的多尺度超分辨率重建方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、获取高分辨率海上船舶图像,利用所述高分辨率海上船舶图像合成低分辨率图像;
使用所述低分辨率图像训练退化表征估计网络,获取所述低分辨率图像的退化表征向量;
S2、将所述低分辨率图像和所述退化表征向量作为重建模型的输入,训练所述重建模型,得到多尺度超分辨率重建模型;
其中,所述重建模型包括浅层特征提取模块和多个级联的退化表征融合组,所述浅层特征提取模块和最后一个退化表征融合组的输出拼接后,输入一上采样层;
所述退化表征融合组包括依次连接的退化表征融合卷积模块、多个级联的基本块;所述退化表征融合卷积模块包括多个退化单元,所述退化单元包括DRF卷积层,所述DRF卷积层包括卷积模块、全连接模块和第一卷积层,所述卷积模块和所述全连接模块的输入均为所述退化表征向量,所述第一卷积层的输入为所述低分辨率图像,所述第一卷积层接第一重塑层,所述第一重塑层的输出和所述全连接模块的输出进行卷积操作后,作为第一激活层的输入,所述第一激活层接第二重塑层,所述第二重塑层接第二卷积层;所述卷积模块的输出与第一卷积层的输出进行卷积操作后,再与第二卷积层的输出进行拼接,拼接后的结果作为第二激活层的输入,所述第二激活层接下一退化单元的DRF卷积层,该DRF卷积层依次接第三激活层、第三卷积层和第五激活层;第五激活层的输出与退化表征向量拼接后,作为下一退化表征融合模块的输入。
2.根据权利要求1所述的面向海上船舶图像的多尺度超分辨率重建方法,其特征在于,步骤S1中,低分辨率图像 的表达式为: ;其中,表示滤波, 表示卷积操作, 表示具有尺度因子 的下采样操作, 表示可调节的噪声程度,JPEG表示图像压缩,表示JPEG的压缩程度, 是高分辨率海上船舶图像。
3.根据权利要求1所述的面向海上船舶图像的多尺度超分辨率重建方法,其特征在于,步骤S1中,获取退化表征向量的具体实现过程包括:对齐所述高分辨率海上船舶图像,利用对齐后的图像块获得正样本对,对所述正样本对重采样,获得退化图像块;所述退化图像块的表达式为: ;其中, 为退化图像块, 是基于参数权重 重采样后的退化模型, 是高分辨率海上图像, 表示对 进行随机裁剪获得成对图像块 ,是下采样因子, 是对齐操作, 表示算子的连乘;
将所述退化图像块作为退化表征估计网络的输入,得到退化表征估计向量 :
; 表示对齐的退化图像块, 为编码
器, 表示将编码器的输入作为2‑MLP的输入,所述2‑MLP包括依次连接的第一全连接层、激活层、第二全连接层和重塑层。
4.根据权利要求3所述的面向海上船舶图像的多尺度超分辨率重建方法,其特征在于,步骤S1中,所述退化表征估计网络包括依次连接的编码器、串联的两个全连接层;所述编码器的输入为退化图像块。
5.根据权利要求3所述的面向海上船舶图像的多尺度超分辨率重建方法,其特征在于,所述退化表征估计网络的损失函数 表示为: ;其中,B表示退化图像块的批量大小, 表示负样本, 是编码器中的负样本个数,是超参数。
6.根据权利要求1所述的面向海上船舶图像的多尺度超分辨率重建方法,其特征在于,最后一个退化表征融合组通过一输出卷积层接所述上采样层。
7.根据权利要求1所述的面向海上船舶图像的多尺度超分辨率重建方法,其特征在于,所述基本块包括残差块、残差稠密块、多尺度残差块、残差通道注意力块、密集投影单元、残差Transformer块中的一个或多个。
8.根据权利要求1所述的面向海上船舶图像的多尺度超分辨率重建方法,其特征在于,所述卷积模块包括两个串联的卷积层;所述全连接模块包括两个串联的全连接层。
9.根据权利要求1所述的面向海上船舶图像的多尺度超分辨率重建方法,其特征在于,还包括:S3、获取海上船舰图像,将所述海上船舰图像输入训练后的退化表征网络,得到退化表征向量,将所述退化表征向量和所述海上船舰图像的低分辨率图像输入多尺度超分辨率重建模型,得到重建图像。
10.一种终端设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序;其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序,以实现上述权利要求1~9之一所述方法的步骤。