一种夜间灯光图像中像素亮度预测方法和相关装置

本申请涉及图像处理，尤其涉及一种夜间灯光图像中像素亮度预测方法和相关装置。

背景技术：

1、现阶段，高空间分辨率图像的时间分辨率较低，高时间分辨率图像的空间分辨率较低，融合高空间分辨率图像和高时间分辨率图像，从而生成高时空分辨率图像。

2、相关技术中，针对多光谱图像而言，融合高空间分辨率的多光谱图像和高时间分辨率的多光谱图像，可以生成高时空分辨率的多光谱图像。

3、但是，发明人经过研究发现，夜间灯光图像中像素数据是稀疏的、突变的，而多光谱图像中像素数据是稠密的、连续的，上述方法不适用夜间灯光图像，导致高时空分辨率的夜间灯光图像的预测准确率较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供一种夜间灯光图像中像素亮度预测方法和相关装置，简单、快速、有效地实现融合高空间分辨率的夜间灯光图像和高时间分辨率的夜间灯光图像，准确预测高时空分辨率的夜间灯光图像。

2、一方面，本申请实施例提供了一种夜间灯光图像中像素亮度预测方法，所述方法包括：

3、通过像素数量预测器对目标时间内第一夜间灯光图像在每个第一像素的辐射度、以及多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的平均辐射度进行像素数量预测，获得所述目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的目标数量；所述第一夜间灯光图像的时间分辨率大于所述第二夜间灯光图像的时间分辨率，所述第二夜间灯光图像的空间分辨率大于所述第一夜间灯光图像的空间分辨率，所述目标像素表示灯光照明；

4、通过像素概率预测器对所述目标时间内第一夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素的辐射度、所述多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素的平均辐射度、以及所述多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素对应的标准差辐射度进行像素概率预测，获得所述目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素为所述目标像素的目标概率；所述第一像素的像素粒度大于所述第二像素的像素粒度；

5、对所述目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的目标数量、所述目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个第二像素为所述目标像素的多个目标概率、以及所述多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素为所述目标像素点的平均辐射度进行像素亮度预测，获得所述目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个目标像素的像素亮度。

6、另一方面，本申请实施例提供了一种夜间灯光图像中像素亮度预测装置，所述装置包括：像素数量预测单元、像素概率预测单元和像素亮度预测单元；

7、所述像素数量预测单元，用于通过像素数量预测器对目标时间内第一夜间灯光图像在每个第一像素的辐射度、以及多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的平均辐射度进行像素数量预测，获得所述目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的目标数量；所述第一夜间灯光图像的时间分辨率大于所述第二夜间灯光图像的时间分辨率，所述第二夜间灯光图像的空间分辨率大于所述第一夜间灯光图像的空间分辨率，所述目标像素表示灯光照明；

8、所述像素概率预测单元，用于通过像素概率预测器对所述目标时间内第一夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素的辐射度、所述多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素的平均辐射度、以及所述多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素对应的标准差辐射度进行像素概率预测，获得所述目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素为所述目标像素的目标概率；所述第一像素的像素粒度大于所述第二像素的像素粒度；

9、所述像素亮度预测单元，用于对所述目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的目标数量、所述目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个第二像素为所述目标像素的多个目标概率、以及所述多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素为所述目标像素点的平均辐射度进行像素亮度预测，获得所述目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个目标像素的像素亮度。

10、另一方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器以及存储器：

11、所述存储器用于存储计算机程序，并将所述计算机程序传输给所述处理器；

12、所述处理器用于根据所述计算机程序中的指令执行上述方面所述的方法。

13、另一方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现上述方面所述的方法。

14、与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：

15、采用本申请实施例的技术方案，首先，将目标时间内第一夜间灯光图像在每个第一像素的辐射度、以及多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的平均辐射度，输入像素数量预测器进行像素数量预测，得到目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的目标数量；第一夜间灯光图像的时间分辨率大于第二夜间灯光图像的时间分辨率，第二夜间灯光图像的空间分辨率大于第一夜间灯光图像的空间分辨率，目标像素表示灯光照明。然后，将目标时间内第一夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素的辐射度、多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素的平均辐射度、以及多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素对应的标准差辐射度，输入像素概率预测器进行像素概率预测，得到目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素为目标像素的目标概率；其中，第一像素的像素粒度大于第二像素的像素粒度。最后，通过目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的目标数量、目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个第二像素为目标像素的多个目标概率、以及多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素为目标像素点的平均辐射度进行像素亮度预测，得到目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个目标像素的像素亮度。

16、可见，将夜间灯光图像中各个图像像素分为目标像素和非目标像素，在目标时间内第一夜间灯光图像中每个图像像素的辐射度、以及多个历史时间内第二夜间灯光图像中每个图像像素的辐射度基础上，将预测目标时间内第二夜间灯光图像中每个图像像素的像素值，简化为先预测目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的目标数量，再预测目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素为目标像素的目标概率，以预测目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个目标像素的像素亮度，降低预测难度，即可简单、快速、有效地实现融合高空间分辨率的夜间灯光图像和高时间分辨率的夜间灯光图像，准确预测高时空分辨率的夜间灯光图像。

技术特征：

1.一种夜间灯光图像中像素亮度预测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过像素数量预测器对目标时间内第一夜间灯光图像在每个第一像素的辐射度、以及多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的平均辐射度进行像素数量预测，获得所述目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的目标数量，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的平均辐射度的确定步骤，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述像素数量预测器的训练步骤，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述像素概率预测器的训练步骤，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的目标数量、所述目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个第二像素为所述目标像素的多个目标概率、以及所述多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素为所述目标像素点的平均辐射度进行像素亮度预测，获得所述目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中每个目标像素的像素亮度，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种夜间灯光图像中像素亮度预测装置，其特征在于，包括：像素数量预测单元、像素概率预测单元和像素亮度预测单元；

9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器以及存储器：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现权利要求1-7任一项所述的方法。

技术总结本申请公开了一种夜间灯光图像中像素亮度预测方法和相关装置。方法包括：通过目标时间内第一夜间灯光图像在每个第一像素的辐射度、多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的平均辐射度，预测目标时间内第二夜间灯光图像在每个第一像素中多个目标像素的目标数量；通过目标时间内第一夜间灯光图像在每个第一像素中每个第二像素的辐射度、多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第二像素的平均辐射度、标准差辐射度，预测目标时间内第二夜间灯光图像在每个第二像素为目标像素的目标概率；结合多个历史时间内第二夜间灯光图像在每个第二像素为目标像素点的平均辐射度，预测目标时间内第二夜间灯光图像在每个目标像素的像素亮度。技术研发人员：徐琛,葛启丰,赵腾,简洪登,蒋海威,杜小平,范湘涛受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/25