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申请/专利权人：江苏省气象台

摘要：本发明涉及气象图像处理技术领域，涉及到一种气象要素超分辨率图像评估方法，用于由图像评估装置接收来自各气象渠道对应同一观测时间点的气象图像，并对各气象渠道对应同一观测时间点的气象图像应用超分辨率重建技术，生成各气象渠道对应同一观测时间点的高分辨率气象图像，进而对各气象渠道对应同一观测时间点的高分辨率气象图像进行质量评估，并基于各气象渠道对应同一观测时间点的高分辨率气象图像的质量评估结果，对各气象渠道对应同一观测时间点的气象图像进行实用性评估，得到各气象渠道对应同一观测时间点的气象图像的计算实用分，高质量的气象图像是进行有效气象分析和准确预报的基础，可以确保所使用的数据在视觉和技术层面上的准确性。

主权项：1.一种气象要素超分辨率图像评估方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一、由图像评估装置接收来自各气象渠道对应同一观测时间点的气象图像；步骤二、对各气象渠道对应同一观测时间点的气象图像应用超分辨率重建技术，由此生成各气象渠道对应同一观测时间点的高分辨率气象图像；对各气象渠道对应同一观测时间点的气象图像应用超分辨率重建技术，具体过程为：从气象数据库中提取各历史同一观测时间点对应气象图像对，并将其简记为各气象图像对，其中各气象图像对中分别内含一组低分辨率气象图像和高分辨率气象图像；并对各气象图像对执行标准化缩放处理，使各气象图像对内的各气象图像的像素值维持在[0,1]范围之间；从气象数据库中提取出各类型卷积神经网络模型，将各气象图像对内低分辨率气象图像输入各类型卷积神经网络模型，由此输出各气象图像对内低分辨率气象图像对应各类型卷积神经网络模型的输出高分辨率气象图像；并获取各气象图像对内低分辨率气象图像对应各类型卷积神经网络模型的输出高分辨率气象图像中各像素点在各颜色通道的RGB值，并同步获取各气象图像对内高分辨率气象图像中各像点素在各颜色通道的RGB值，其中，i为各气象图像对的编号，i=1,2，..n，f为各类型卷积神经网络模型的编号，f=1,2，..z，z为卷积神经网络模型对应的类型总数目，p为各像素点的编号，p=1,2，..q，m为各颜色通道的编号，m=m1、m2、m3,m1、m2和m3分别指代红色通道、绿色通道和蓝色通道;进一步计算得到各类型卷积神经网络模型对应气象图像对的均方误差均值，n和q分别表示气象图像对总数和像素点总数；生成各气象渠道对应同一观测时间点的高分辨率气象图像，具体过程为：将各气象图像对内低分辨率气象图像对应各类型卷积神经网络模型的输出高分辨率气象图像简记为各气象图像对对应各类型卷积神经网络模型的重建图像，将各气象图像对内高分辨率气象图像记为各气象图像对的原始图像；并依据图像编辑软件分别查看各气象图像对对应各类型卷积神经网络模型的重建图像以及各气象图像对的原始图像的位深度，其中位深度分为8位和16位；筛选各类型卷积神经网络模型的重建图像的位深度均与原始图像的位深度一致的气象图像对作为样本气象图像对，并获取各样本气象图像对的位深度,c为各样本气象图像对的编号；由此确定各样本气象图像对内原始图像的可能最大像素值；综合计算得到各样本气象图像对内原始图像对应各样本气象图像对对应各类型卷积神经网络模型的重建图像的相似度，并将其按照降序顺序排列，筛选出各样本气象图像对对应位深度的相似度最高的卷积神经网络模型类型作为与各样本气象图像对位深度一致的气象图像的参考卷积神经网络模型类型；依据图像编辑软件分别查看各气象渠道对应同一观测时间点的气象图像，获取各气象渠道对应同一观测时间点的气象图像的位深度，将其输入至各样本气象图像对位深度一致的气象图像的参考卷积神经网络模型类型内，由此生成各气象渠道对应同一观测时间点的高分辨率气象图像；质量评估包括图像清晰度评估、结构相似性评估和气象要素准确性评估；对各气象渠道对应同一观测时间点的气象图像进行实用性评估，具体评估过程为：将各气象渠道对应同一观测时间点的高分辨率气象图像的图像清晰评估指数与气象数据库中存储的各图像清晰评分值对应的图像清晰评估指数区间进行比对，得到各气象渠道对应同一观测时间点的高分辨率气象图像的图像清晰评分值，并依据其的获取方式同理得到各气象渠道对应同一观测时间点的高分辨率气象图像的结构相似性评分值和气象要素准确评分值；并将各气象渠道对应同一观测时间点的高分辨率气象图像的图像清晰评分值、结构相似性评分值和气象要素准确评分值进行相加，并将相加的结果除3得到各气象渠道对应同一观测时间点的气象图像的计算实用分；步骤三、对各气象渠道对应同一观测时间点的高分辨率气象图像进行质量评估；步骤四、基于各气象渠道对应同一观测时间点的高分辨率气象图像的质量评估结果，对各气象渠道对应同一观测时间点的气象图像进行实用性评估，得到各气象渠道对应同一观测时间点的气象图像的计算实用分；步骤五、将计算实用分排序第一的气象渠道对应的气象图像用于观测时间点的气象分析和预报中。

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