リモートセンシング画像の再構成および変換に向けた新手法が開発された(New Methods Developed to Reconstruct and Transform Remote Sensing Images)

2026-11-02 合肥物質科学研究院(HFIPS)

中国科学院合肥物質科学研究院の研究チームは、異なる波長で取得されたリモートセンシング画像の再構成と変換を高精度化する3種類の手法を開発した。第1は、近赤外線画像に自然な色彩を付与するRWU-DD-GANで、シーン全体の構造と細部を同時に捉え、色の歪みやテクスチャのぼやけを抑えながらリアルタイム処理を実現する。第2は、複数の短波赤外線帯域から得られる情報を深層学習によって統合し、カラー画像を再構成する手法である。大気の影響や地表面の反射特性を考慮して3つの波長帯を選択することで、単一波長を用いる従来手法より画像品質を向上させた。第3は、対応する画像ペアを学習に必要としないDGC_GANで、可視光画像から熱赤外線画像を生成する。ドローン搭載の二波長カメラによる実環境画像でも有効性を確認した。これらの技術は、赤外線リモートセンシングデータの拡充、複雑な環境の画像シミュレーション、地表観測の高度化に貢献すると期待される。

リモートセンシング画像の再構成および変換に向けた新手法が開発された(New Methods Developed to Reconstruct and Transform Remote Sensing Images)
Near infrared image colorization and comparison of results across different methods. (Image by LIU Xiao)

<関連情報>

Pix2Pixベースのカラー化のための3バンドSWIRイメージング Three-band SWIR imaging for Pix2Pix-based colorization

Qidong Chen, Xiao Liu, Lili Du, Bo Song, Xiaobing Sun, and Zhengyu Shen
Applied Optics  Published: April 9, 2026
DOI:https://doi.org/10.1364/AO.590489

Abstract

The short-wave infrared imaging (SWIR) is indispensable in remote sensing due to its superior capability to penetrate atmospheric scattering and capture unique material reflectance signatures. However, SWIR imagery is typically acquired as single-channel grayscale data, suffering from a complete absence of chromatic information, which severely limits human interpretability and scene analysis. While deep learning-based methods have emerged to reconstruct visible colors from infrared inputs, they fundamentally struggle with mapping uncertainty arising from spectral ambiguity—where distinct materials manifest as identical grayscale intensities, rendering the inverse problem ill-posed. To resolve this bottleneck, we propose a physics-data dual-driven band selection framework integrated with a Pix2Pix network. The proposed framework consists of three stages: physical pre-selection based on atmospheric windows and material reflectance, statistical coarse-ranking utilizing a modified optimum index factor to minimize redundancy, and fine-grained task-driven generative evaluation. We identified a globally optimal three-band combination (1000–1050, 1050–1100, and 1525–1575 nm) that maximizes input discriminability, and employing a ResNet-based generator to filter radiometric noise, we effectively decouple mapping ambiguities. Experimental results demonstrate that this method significantly outperforms standard approaches. Specifically, our method improves the PSNR by 8.63%, the SSIM by 18.87%, and optimizes the perceptual metric LPIPS by 31.28% compared to the single-band U-Net baseline.

1602ソフトウェア工学
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