ETM影像融合的评价分析

针对Landsat-7 ETM影像，对采用HIS变换、Brovey变换、相关系数加权法、SFIM变换、ISVR变换5种方法实现的ETM全色波段与ETM多光谱波段融合结果进行分析，并以均值、标准差、信息熵、平均梯度及相对偏差作为评价指标，通过试验对融合影像进行综合定量评价。结果表明，HIS变换光谱失真最大；Brovey变换在光谱保真和保持空间分辨率方面都不理想；相关系数加权法的融合结果严重地依赖权系数的取值；基于SFIM变换的融合方法，能最大限度地保留光谱特征，但空间分辨率提高不明显；而基于ISVR变换的融合方法，光谱失真小，空间分辨率高，其最大优势是考虑了多光谱影像与全色影像间的波段关系，可作为ETM影像融合的最佳方法。
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地质灾害调查中ETM+与SPOT-5 Pan融合方法比较

ETM+与SPOT-5Pan融合影像含有丰富的光谱信息和空间结构信息,是地质灾害调查的理想数据源。但ETM+多光谱图像与SPOT-5 Pan图像空间分辨率相差悬殊,直接融合可能导致融合影像色彩模糊、色调不和谐等问题;若将ETM+与其全色融合后再与SPOT-5 Pan融合,如果融合方法不当亦会造成光谱信息的过多损失。通过采用IHS、Brovey、PCA和Gram-Schmidt变换分别对ETM+和SPOT-5 Pan按上述两种途径进行直接和间接融合,采用主观评定以及光谱剖面分析对融合影像进行了评价,从而筛选出适合于地质灾害调查的ETM+与SPOT-5 Pan融合方法。     

面向土地覆盖分类的MODIS影像融合研究

MODIS影像的多波段及其1、2波段的250 m中等分辨率为大区域中空间分辨率的土地覆盖制图提供了可能。为了有效利用MODIS影像的空间和光谱信息,使用SFIM、HPF和PCA变换等遥感影像融合方法,分别采用MODIS影像的波段1(b1)和波段2(b2)对3~7(b3~b7)波段进行融合,并就融合影像的光谱保真度和分类精度对6种不同融合结果进行评价。结果表明不同的融合结果得到的分类精度均有不同程度的提高;3种融合方法中使用b2的融合效果均优于b1;SFIM变换在光谱失真较小的情况下能够较大程度地提高分类精度。因此使用b2的SFIM变换可以用于提高MODIS土地覆盖图的空间分辨率和精度。     

一种自适应的基于局部小波系数特征的遥感图像融合方法

光谱保持和高分辨率保留是影像融合的两个重要问题。本文提出了一种自适应的基于局部小波系数特征的遥感影像融合方法。该方法在对多光谱影像进行IHS变换的基础上,对多光谱的I分量和高分辨率的全色影像分别进行小波多分辨率分析,而后对分解得到的近似分量以及各层各方向的细节分量利用移动模板逐一提取对应的小波系数矩阵的局部特征,采用本文提出的自适应融合准则在小波域进行影像融合,最后通过小波逆变换得到新的I′分量,与H,S分量一起还原到RGB空间,最终得到融合后的高分辨率多光谱彩色图像。本文采用一组TM多光谱图像和SPOT全色图像数据进行融合实验,利用标准差、熵,光谱扭曲度等5个重要评价指标对融合效果进行数理分析。其实验融合图像的目视效果和统计指标均优于IHS融和方法和小波融合方法。     

基于小波变换理论的影像融合及评价

研究了基于MALLAT小波变换与静态小波变换(SWT)改进的IHS影像融合方案,并与标准IHS,BROVEY,PCA融合算法进行对比,分析了各种融合结果的优缺点。采用信息熵,标准差指标对信息量进行比较。选择平均值,相关系数,标准偏差指数进行融合影像光谱特征评价。针对ETM 全色波段与多光谱波段进行实验分析,结果表明小波变换融合算法总体优于传统融合算法,并能较好的保持光谱特性,但两种不同的离散小波变换方法改进的融合效果各有优缺点。     

几种小波融合方法在遥感影像融合中的应用与比较

遥感影像融合是在提高空间分辨率的同时尽量保持光谱信息的完整性。小波融合方法已经被证明在保持光谱信息方面具有一定的优势。本文利用SPOT5的全色影像和多光谱影像,对常用的几种小波融合方法进行了试验,使用多种评价方法,将他们与常用的IHS方法和PCA方法进行了比较,并研究了小波分解层数对融合结果的影响。     

基于训练字典的遥感图像融合

为了提高多光谱图像与全色图像的融合质量,利用稀疏表示理论,提出了一种基于训练字典的融合算法。该算法对多光谱图像的亮度分量进行亮度平滑滤波（SFIM）得到新的亮度分量,利用图像块随机采样学习得到的训练字典对全色图像和新的亮度分量进行稀疏表示,采用空间频率取大的融合规则对稀疏系数进行融合,通过重构和IHS逆变换得到融合结果。对不同场景、不同卫星的多光谱图像和全色图像进行实验,结果表明,该方法能在提高空间分辨率的同时更好地保持光谱特性。     

基于ARSIS概念的遥感影像小波包融合

研究了基于ARSIS概念的遥感影像的小波包融合方法。利用小波包分解高分辨率影像和多光谱影像,在融合影像的低频小波包系数重构时采用波段间交互构建模式,即包含了多光谱影像低频小波包系数,也包含了高分辨率影像低频小波包系数。融合影像的高频小波包系数以局部方差为规则进行择优选取。融合实验结果证明,新方法在对原多光谱影像信息的保持上优于IHS方法,同时在保持高分辨率影像的细节信息上有所改善。     

CBERS-02B星HR与CCD影像融合研究

CBERS-02B星搭载了高分辨率全色相机HR和多光谱传感器CCD,HR和CCD分别具有高空间分辨率和高光谱分辨率的特点。对这两类影像进行融合可以得到尽可能完整和准确的地物观测影像。对北京地区CBERS-02B的HR和CCD影像分别用HSV变换、HPF变换、Brovey变换、HIS变换、SFIM变换和小波变换等融合方法进行融合,对融合结果从空间细节和光谱保持两个方面分别定性和定量地进行评价,并比较这几种融合算法在CBERS-02B的HR和CCD遥感影像融合中的效果,得到了几种比较合适的融合方法。     

一种小波变换融合的改进算法及其效果评价

在基于传统小波变换的遥感影像融合中,仅用到低分辨率影像经小波分解后的低频信息和高分辨率影像经小波分解后的高频信息,简单地对高分辨率影像的低频信息进行舍弃。文章提出一种对高分辨率影像的低频信息也加以充分利用的小波变换融合规则改进算法,并应用于SPOT5遥感影像的融合。通过以客观指标为标准进行效果评价表明,改进算法后,融合影像不仅清晰度提高,而且能最大程度地保留原多光谱影像的光谱信息。     

基于2代Curvelet改进IHS变换的遥感图像融合

Curvelet变换是继小波变换之后,能更适合于图像处理的一种新的多尺度变换分析方法,它比小波变换更加适合分析2维图像中的曲线或直线状的边缘特征,同时也具有很强的方向性。为了将该变换应用于图像融合,首先对第2代Curvelet变换理论进行了综述,然后在对基于第2代Curvelet变换的遥感图像融合方法进行研究的基础上,提出了一种与IHS变换结合的融合方法。最后用高分辨率全色图像与低分辨率多谱图像进行了融合实验,实验结果表明,将Curvelet变换引入图像融合,能够更好地提取原始遥感图像的特征,不仅可为融合图像提供更多的信息,而且融合图像能在较好地保留光谱信息的同时,使空间细节信息也得到增强。     

提升五株形小波在多光谱图像融合中的应用

提出一种基于IHS变换和提升五株形小波变换相结合的融合方法,并把它应用于多光谱图像与高分辨图像的融合中。该算法对多光谱图像进行IHS变换,将得到的亮度分量I和高分辨率图像做多尺度提升五株形小波分解,采用不同的融合算子对高低频分量进行融合,对融合后图像进行提升五株形小波重构和IHS逆变换得到融合结果图像,并采用客观性能指标对融合结果图像进行了客观评价。实验结果表明,该方法对多光谱图像和高分辨率图像的融合有较好的融合效果,能从原图像中获得更多的信息,同时又能保持较高的空间分辨率。该方法的融合算法和分解层数的选取,是简便有效的,适用于多光谱图像融合。     

The joint use of IHS transform and redundant wavelet decomposition for fusing multispectral and panchromatic images

Intensity hue saturation (IHS) and wavelet decomposition are two distinct fusion methods used for enhancing the spatial resolution of multispectral images by exploiting a high-resolution panchromatic image. In this paper, a combination of the IHS transform and redundant wavelet decomposition is proposed as a general method for fusing multisensor images. The principle consists of transforming low-resolution multispectral images into IHS independent components. The low-resolution intensity component is fused with the high-resolution panchromatic image in the redundant wavelet domain through an appropriate model. Subsequently, the high-resolution intensity produced is substituted to the low-resolution intensity. High spatial resolution multispectral images are then obtained through an inverse IHS transformation. SPOT images are used to illustrate the superiority of this approach over the IHS fuser in terms of preservation of spectral properties.     

基于双正交多小波变换的多光谱与全色图像融合研究

针对多光谱与全色图像融合中存在的光谱扭曲问题,提出了一种利用双正交多小波进行多分辨率分析,并结合平均与选择法处理小波高频系数的融合算法。该算法首先对已配准的多光谱图像进行IHS变换,然后分别对变换得到的强度分量I与全色图像进行双正交多小波分解,为增强融合图像的空间信息,对分解得到的高频系数利用平均与选择相结合的方法来确定,低频系数则通过邻域方差准则得到。最后由新的小波低频和高频系数重构并进行IHS逆变换得到融合图像。实验结果表明,该方法可以有效减少光谱扭曲,并提高图像的空间分辨率,保留图像中的边缘细节。     

基于l αβ空间的多光谱和全色图像融合

提出了一种新的基于lαβ空间的图像融合方法，该方法可以用来对低分辨率的多光谱图像和高分辨率的全色图像进行融合。该方法通过对多光谱图像和全色图像的融合，得到一幅融合后的图像，该融合后的图像集合了多光谱图像的光谱信息和全色图像的空间信息。实验结果表明该方法效果良好，优于传统的以及改进的IHS方法和PCA方法。     

Smoothing Filter-based Intensity Modulation: A spectral preserve image fusion technique for improving spatial details

Image fusion techniques are widely used to integrate a lower spatial resolution multispectral image with a higher spatial resolution panchromatic image, such as Thematic Mapper (TM) multispectral band and SPOT Panchromatic images. However, the existing techniques either cannot avoid distorting the image spectral properties or involve complicated and time-consuming frequency decomposition and re-construction processing. A simple spectral preserve fusion technique: the Smoothing Filter-based Intensity Modulation (SFIM) has thus been developed based on a simplified solar radiation and land surface reflection model. By using a ratio between a higher resolution image and its low pass filtered (with a smoothing filter) image, spatial details can be modulated to a co-registered lower resolution multispectral image without altering its spectral properties and contrast. The technique can be applied to improve spatial resolution for either colour composites or individual bands. The fidelity to spectral property and the spatial textural quality of SFIM are convincingly demonstrated by an image fusion experiment using TM and SPOT Panchromatic images of south-east Spain. The visual evaluation and statistical analysis compared with HSI and Brovey transform techniques confirmed that SFIM is a superior fusion technique for improving spatial detail of multispectral images with their spectral properties reliably preserved.     

CBERS-02与SPOT5融合数据及其在海岸带土地利用调查中应用能力综合评价

以珠海市横琴岛为试验区,对CBERS-02星多光谱数据和SPOT5全色数据进行融合处理,融合方法包括HIS变换法、Brovey法、主成分融合法、小波融合法、SFIM法、Gram\|Schmidt法、PANSHARP法,并使用定量指标对融合结果进行分析,通过计算各波段均值、信息熵、标准差、相关系数等指标对各融合结果进行分析评价,探讨适合两种数据的融合方法;对CBERS-02和SPOT5数据的PANSHARP法融合数据进行支持向量机分类,总体分类精度为82.55%,Kappa系数为0.7358;试验结果表明,通过融合CBERS\|02多光谱数据与SPOT5全色数据,既可以增强空间纹理信息,又可以弥补SPOT5多光谱数据缺少蓝光波段的缺陷,具有丰富的光谱信息,可以在海岸带土地利用调查广泛应用。     

基于改进NSCT和IHS变换的遥感影像融合方法

目的 为了增强多光谱和全色影像融合质量,提出基于脉冲耦合神经网络（PCNN）的非下采样Contoulet变换（NSCT）和IHS变换相结合的融合方法。方法 先对多光谱图像进行IHS变换提取亮度I分量,采用主成分分析增强I分量得到新的I+分量;然后通过NSCT变换分别对I+分量和全色图像进行分解,并采用边缘梯度信息激励的PCNN得到融合图像的低频和高频分量;最后进行NSCT逆变换、IHS逆变换得到融合图像。结果 利用资源一号02C卫星数据进行实验,结果表明该算法在保留光谱信息的同时提高了图像空间分辨率,获得了较好的融合效果。结论 结合NSCT和IHS变换的融合方法在视觉效果和客观评价指标上都优于常用的图像融合方法。     

通过直方图中轴化提高融合图像光谱保真度

针对遥感图像融合过程中光谱失真问题,提出一种基于直方图中轴化策略的图像融合算法。首先,将多光谱图像进行IHS变换;然后,采用直方图中轴化策略调整多光谱图像强度分量图像和全色图像的像素直方图,使之趋于一致;最后,进行IHS反变换获得高质量的彩色图像。理论分析和实验结果表明,该算法不仅可以较好地抑制融合图像光谱失真,同时也能有效保留融合图像的空间分辨率,算法步骤简单、容易实现;与四种传统融合算法（IHS变换、主成分分析（PCA）法、小波变换（WT）法、Brovey）相比,该算法生成的融合图像具有良好的视觉效果,特别是在峰值信噪比（PSNR）、光谱扭曲度和信息熵等客观评价指标中明显优于对比算法。基于直方图中轴化策略融合的遥感图像光谱失真度小、空间信息保持度高。     

改进空间细节提取策略的分量替换遥感图像融合方法

针对多光谱图像与全色图像间的局部空间差异引起的空谱失真问题,提出了一种改进空间细节提取策略的分量替换遥感图像融合方法。与传统空间细节提取方法不同,该方法旨在合成高质量的强度图像,用其取代空间细节提取步骤中全色图像的位置,以获取匹配多光谱图像的空间细节信息。首先,借助低分辨率强度图像与高分辨率强度图像的流形结构一致性,利用基于局部线性嵌入的图像重建方法重构第一幅高分辨率强度图像;其次,对低分辨率强度图像与全色图像分别进行小波分解,保留低分辨率强度图像的低频信息与全色图像的高频信息,利用逆小波变换重构第二幅高分辨率强度图像;然后,将两幅高分辨率强度图像进行稀疏融合,获得高质量强度图像;最后,将合成的高分辨率强度图像应用到分量替换融合框架,获取最终融合图像。实验结果表明,与另外11种融合方法相比,所提方法得到的融合图像具有较高的空间分辨率和较低的光谱失真度,该方法的平均相关系数、均方根误差、相对整体维数合成误差、光谱角匹配指数和基于四元数理论的指标在三组GeoEye-1融合图像上的均值分别为：0.9439、24.3479、2.7643、3.9376和0.9082,明显优于对比方法的相应评价指标。该方法可有效地消除局部空间差异对分量替换融合框架性能的影响。