S及低通濾波器的遙感圖像融合方法針對(duì)遙感圖像的融合結(jié)果的四個(gè)融合指標(biāo)分別優(yōu) 于基于廣義IHS變換的融合方法、基于主分量分析的融合方法、光譜分析法、折中參數(shù)法的 融合結(jié)果的四個(gè)融合指標(biāo),如圖2a_2g、圖3a_3g、圖4a_4g所示。
[0043] 本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有遙感圖像融合方法容易產(chǎn)生光譜損失現(xiàn)象、容易產(chǎn)生細(xì)節(jié) 成分模糊現(xiàn)象的問(wèn)題,適用于遙感衛(wèi)星圖像、雷達(dá)圖像、一般的自然圖像和醫(yī)學(xué)圖像的融 合。
【附圖說(shuō)明】
[0044] 圖1是本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程圖。
[0045] 圖2a_2g是采用不同方法對(duì)遙感圖像進(jìn)行融合得到的比較結(jié)果示意圖:
[0046] 圖2a是待融合的源多光譜圖像示意圖;
[0047] 圖2b是待融合的源全色圖像示意圖;
[0048] 圖2c是采用基于廣義IHS變換的融合方法得到的結(jié)果示意圖;
[0049] 圖2d是采用基于主分量分析的融合方法得到的結(jié)果示意圖;
[0050] 圖2e是采用光譜分析法得到的結(jié)果示意圖;
[0051] 圖2f是采用折中參數(shù)法得到的結(jié)果示意圖;
[0052] 圖2g是采用本發(fā)明得到的結(jié)果示意圖。
[0053] 圖3a_3g是采用不同方法對(duì)遙感圖像進(jìn)行融合得到的比較結(jié)果示意圖:
[0054] 圖3a是待融合的源多光譜圖像示意圖;
[0055] 圖3b是待融合的源全色圖像示意圖;
[0056] 圖3c是采用基于廣義IHS變換的融合方法得到的結(jié)果示意圖;
[0057] 圖3d是采用基于主分量分析的融合方法得到的結(jié)果示意圖;
[0058] 圖3e是采用光譜分析法得到的結(jié)果示意圖;
[0059] 圖3f是采用折中參數(shù)法得到的結(jié)果示意圖;
[0060] 圖3g是采用本發(fā)明得到的結(jié)果示意圖。
[0061] 圖4a_4g是采用不同方法對(duì)遙感圖像進(jìn)行融合得到的比較結(jié)果示意圖:
[0062] 圖4a是待融合的源多光譜圖像示意圖;
[0063] 圖4b是待融合的源全色圖像示意圖;
[0064] 圖4c是采用基于廣義IHS變換的融合方法得到的結(jié)果示意圖;
[0065] 圖4d是采用基于主分量分析的融合方法得到的結(jié)果示意圖;
[0066] 圖4e是采用光譜分析法得到的結(jié)果示意圖;
[0067] 圖4f是采用折中參數(shù)法得到的結(jié)果示意圖;
[0068] 圖4g是采用本發(fā)明得到的結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0069] 基于AGIHS及低通濾波器的遙感圖像融合方法,該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0070] 1)針對(duì)源多光譜圖像進(jìn)行自適應(yīng)廣義IHS變換,由此得到最優(yōu)亮度分量;所述自 適應(yīng)廣義IHS變換的具體步驟包括:
[0071] 1. 1)針對(duì)源多光譜圖像的紅色光波段、綠色光波段、藍(lán)色光波段、近紅外波段進(jìn)行 加權(quán)求和,由此得到亮度分量;具體求和公式如下:
[0072] I-wight=
[0073] (1)
[0074] wx ?img_ms(R) +w2 ?img_ms(G) +w3 ?img_ms(B) +w4 ?img_ms(N)
[0075] 式⑴中:I_wight為亮度分量;¥1、¥2、¥3、¥ 4均為權(quán)值,且其范圍均為(0,1);;[11^_ ms(R)、img_ms(G)、img_ms(B)、img_ms(N)分別為源多光譜圖像的紅色光波段、綠色光波段、 藍(lán)色光波段、近紅外波段;
[0076] 1. 2)計(jì)算亮度分量和源全色圖像的差值;具體計(jì)算公式如下:
[0077] d_wight=img_pan_I_wight (2);
[0078] 式(2)中:d_wight為亮度分量和源全色圖像的差值;img_pan為源全色圖像;I_ wight為亮度分量;
[0079] 1. 3)將亮度分量和源全色圖像的差值加入到源多光譜圖像的各個(gè)波段中,由此得 到新的多光譜圖像;具體公式如下:
[0080] img_wight(R) = img_ms(R)+d_wight
[0081] img_wight(G) = img_ms(G)+d_wight
[0082] (3)
[0083] img_wight(B) = img_ms(B)+d_wight
[0084] img_wight(N) = img_ms(N)+d_wight
[0085] 式(3)中:img_wight(R)、img_wight(G)、img_wight(B)、img_wight(N)分別為 新的多光譜圖像的紅色光波段、綠色光波段、藍(lán)色光波段、近紅外波段;img_ms(R)、img_ ms(G)、img_ms(B)、img_ms(N)分別為源多光譜圖像的紅色光波段、綠色光波段、藍(lán)色光波 段、近紅外波段;d_wight為亮度分量和源全色圖像的差值;
[0086] 1. 4)計(jì)算新的多光譜圖像的全局質(zhì)量指數(shù),并將全局質(zhì)量指數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù), 然后,采用粒子群算法來(lái)尋找適應(yīng)度函數(shù)的最優(yōu)適應(yīng)度值,由此得到最優(yōu)權(quán)值;
[0087]1. 5)將最優(yōu)權(quán)值代入式(1),由此得到最優(yōu)亮度分量;具體公式如下:
[0088] I_opt=
[0089] (8)
[0090] woptjl ?img_ms(R)+woptj2 ?img_ms(G)+wopt_ 3 ?img_ms(B)+wopt_ 4 ?img_ms(N)
[0091] 式⑶中:I_opt為最優(yōu)亮度分量;w。^、'^以均為最優(yōu)權(quán)值;img_ ms(R)、img_ms(G)、img_ms(B)、img_ms(N)分別為源多光譜圖像的紅色光波段、綠色光波段、 藍(lán)色光波段、近紅外波段;
[0092] 2)采用低通濾波器獲取高頻分量;具體步驟包括:
[0093] 2. 1)針對(duì)源全色圖像和最優(yōu)亮度分量進(jìn)行灰度直方圖匹配,由此得到匹配好的全 色圖像;
[0094] 2. 2)計(jì)算匹配好的全色圖像和最優(yōu)亮度分量的差值;具體計(jì)算公式如下:
[0095] d_opt=img_pan_matched-I_opt (9);
[0096] 式(9)中:d_opt為匹配好的全色圖像和最優(yōu)亮度分量的差值;img_pan_matched 為匹配好的全色圖像;I_〇pt為最優(yōu)亮度分量;
[0097] 2. 3)采用低通濾波器對(duì)匹配好的全色圖像和最優(yōu)亮度分量的差值進(jìn)行濾波,由此 分別得到高頻分量和低頻分量;低通濾波器的系數(shù)矩陣具體表示如下:
[0098]
(10):
[0099] 3)將高頻分量加入到源多光譜圖像的各個(gè)波段中,由此得到新的融合圖像;具體 公式如下:
[0100] img_fus(R) =img_ms(R)+d_high
[0101] img_fus(G) =img_ms(G)+d_high
[0102] (11)
[0103] img_fus(B) =img_ms(B)+d_high
[0104] img_fus(N) =img_ms(N)+d_high
[0105] 式(11)中:img_fus(R)、img_fus(G)、img_fus(B)、img_fus(N)分別為新的融合 圖像的紅色光波段、綠色光波段、藍(lán)色光波段、近紅外波段;img_ms(R)、img_ms(G)、img_ ms(B)、img_ms(N)分別為源多光譜圖像的紅色光波段、綠色光波段、藍(lán)色光波段、近紅外波 段;d_high為高頻分量。
[0106] 所述步驟1. 4)中,新的多光譜圖像的全局質(zhì)量指數(shù)的具體計(jì)算公式如下:
[0114] 式⑷中:Q4為新的多光譜圖像的全局質(zhì)量指數(shù);'~為源多光譜圖像的四元數(shù) 表示和新的多光譜圖像的四元數(shù)表示的協(xié)方差;°;,為源多光譜圖像的四元數(shù)表示的方差; 為新的多光譜圖像的四元數(shù)表示的方差;Zl為源多光譜圖像的四元數(shù)表示;22為新的多 光譜圖像的四元數(shù)表示;a、b、c、d均為實(shí)數(shù);i、j、k均為虛數(shù),且i2=j2=k2=ijk= -1 ;
[0115] 適應(yīng)度函數(shù)具體表示如下:
[0116] fitness= -Q4(img_wight) (5);
[0117] 式(5)中:fitness為適應(yīng)度函數(shù);Q4為新的多光譜圖像的全局質(zhì)量指數(shù);img_ wight為新的多光譜圖像。
[0118] 所述步驟1. 4)中,粒子群算法的具體步驟包括:
[0119] 1. 4. 1)假設(shè)加速度常數(shù)CdPc2,T_為最大迭代數(shù);設(shè)當(dāng)前迭代次數(shù)t= 1,在定 義空間放"內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生m個(gè)粒子的位置矢量poi,po2,. . .,pom,其中每個(gè)粒子的位置矢量均為 一個(gè)4維向量,具體表示如下:
[0