Contourlet四叉树系数方向相关性的遥感图像融合算法

近年来,遥感图像融合技术作为遥感图像处理的重要分支,在资源调查、环境监测和区域分析等领域受到广泛关注.遥感图像融合技术可以融合不同传感器获得的不同图像,获得一幅信息完整、表达准确的融合图像.Contourlet变换以其优越的非线性逼近特性和良好的多分辨率、各向异性、冗余性等特点成为处理二维及多维信号奇异性的有利工具,并广泛应用到图像融合领域.结合Contourlet变换的特征,深入分析了Contourlet系数的关联特征,提出了一种基于Contourlet四叉树系数方向相关性的遥感图像融合方法.首先对不同传感器所采集的遥感图像进行Contourlet变换,获得不同尺度下的系数分布;然后根据各尺度之间的系数满足四叉树结构关系、树中各结点的方向相关性表现出一致的特征,提出了一种新的系数相关性融合规则,能够自适应地计算融合加权系数,进而获取融合系数;最后对融合系数进行Contourlet逆变换,得到遥感融合图像.相比于传统遥感图像融合方法,新算法获得的图像信息量更加丰富,纹理更加清晰,具有较强的实用性.     

基于形态学和Contourlet系数区域特征的遥感图像融合方法

进行遥感图像融合时,全色图像空间信息的保留与多光谱图像光谱信息的保持是相互矛盾的,如何在这对矛盾体中实现最佳的融合效果一直是图像融合领域的研究热点。在IHS变换的基础上,将形态学和Contourlet变换相结合,针对多特征地物遥感图像的融合提出了一种基于图像特征的选择性融合算法。该算法先利用形态学操作将图像的边缘和非边缘信息进行区分,然后对处理后的图像进行Contourlet变换得到一个低频和一系列高频分量,再利用不同的区域特征自适应融合算法分别对低频和高频系数进行选择性融合,最后通过Contourlet逆变换和IHS逆变换得到融合结果。融合实验结果表明:对多特征地物遥感图像进行融合时,该算法是高效可行的。     

基于非采样Contourlet特征的水印算法

提出一种利用非采样Contourlet边缘方向信息实现对RST攻击校正的水印方案。该方案利用非采样Contourlet变换提取载体图像多尺度多方向上的变换系数,对显著方向子带系数进行二值并细化,获得载体图像轮廓方向信息。水印检测时,利用轮廓方向的特征点集估计测试图像受到RST攻击的参数,从而使测试图像恢复到原来的大小和位置,即恢复已丢失的同步信息。实验结果表明,该方法对RST攻击具有较好的鲁棒性。     

基于Contourlet变换的多源森林遥感图像融合算法

提出了一种基于Contourlet变换的多源森林遥感图像融合算法.该融合算法首先利用Contourlet对输入图像进行多尺度、多方向稀疏分解,准确地捕获图像中的二维或高维奇异信息,然后在Contourlet域对不同频率信患采用不同的融合策略进行融合处理.仿真结果表明,该算法具有良好的融合效果,为火灾监控提供可靠的图像信息.     

Contourlet相关性和PCA的图像融合算法

Contourlet变换克服了小波变换在处理高维信号时的不足,它比小波变换具有更好的方向性和更好的稀疏表达性能。将Contourlet变换应用于图像融合领域,能更好地提取图像边缘特征,为融合提取更多的特征信息。基于Contourlet变换系数相关性的图像融合算法是将图像进行Contourlet变换分解后,针对高频分解系数尺度内以及尺度间像素点具有的相关性设计图像融合规则,低频信息选择PCA的方法进行融合,最后通过重构得到融合图像。实验结果表明Contourlet能够为融合图像保留更全面的原始图像信息,基于相关性的图像融合算法能够更加有效、准确地提取图像中的特征,是一种有效可行的图像融合算法。     

多源遥感图像融合方法研究

研究多源遥感图像的融合技术,针对不同传感器获取的遥感图像像素信息有很大差异.当所要融合的图像是多源遥感图像时,应提取多图像的有效信息,组合出高质量的图像.传统IHS图像融合方法无法避免多源图像像素不匹配带来的有效像素丢失,造成融合图像模糊,清晰度不高的问题.提出一种基于Contourlet变换的遥感图像融合方法,通过对图像进行Contourlet变换后提取各源图像的特征信息,并计算提取特征所包含的信息量,选取高信息景的特征进行融合,最后通过进行Contourlet逆变换即得到多源融合图像,利用信息量融合配准的方法就避免了直接对不匹配像素运算而造成的有效像素丢失.实验证明,改进的优化融合方法能够保留图像的有效信息,得到高清晰度的融合图像.     

基于Contourlet变换的遥感图像融合

利用Contourlet变换的多尺度、局部化、方向性和各向异性等优点,提出了一种基于Contourlet变换的遥感多光谱与全色波段图像融合新算法。算法首先对多光谱图像进行IHS变换,然后将多光谱的I分量和全色图像进行Contourlet分解,进而在不同子带中进行图像融合,低频采用一种新的基于形态学梯度算子的边缘信息融合算法,高频采用区域标准方差融合并使用形态学进行一致性检测,最后将得到的灰度融合图像进行线性拉伸并替代原来的I分量,进行IHS反变换后得到最终的融合图像。实验结果表明,与传统的图像融合算法相比,该算法能够更有效地融合源图像信息,保持源图像特征。     

迭代离散Shearlet变换异类源遥感图像融合

Shearlet变换是一种多尺度几何分析算法,适用于遥感这类纹理丰富、边缘复杂的图像处理。提出了一种基于迭代离散Shearlet变换的图像融合算法,将源图像进行分解,得到图像的多尺度、多方向树型结构表示;对粗糙分量和带通细节分量分别采用不同的融合规,得到融合图像的树型结构表示;最后进行Shearlet反变换得到融合图像。仿真结果表明,提出的算法比基于Contourlet变换的图像融合算法有更好的效果,更有利于保留纹理和边缘信息。     

基于Contourlet广义高斯模型的纹理图像检索

Contourlet变换结合了不可分离的方向滤波组,具备小波所不能表达的多方向特性,能有效捕获自然图像的边缘轮廓信息。本文分析了图像Contourlet系数的统计特征,并利用广义高斯函数对各子带系数层进行建模。将此模型应用于基于V isTex的自建纹理图像库,采用矩匹配估计法,提取模型参数集,运用K-L距离计算图像间的相似度。对800幅纹理图像进行检索,本文方法比传统小波方法的平均检索查准率高出约2%到10%不等。实验结果表明,该方法改进了导向纹理的描述。     

基于尺度相关性的旋转不变纹理图像渐进式检索算法

在常用的基于小波变换域旋转不变纹理图像检索算法中,由于存在方向信息提取有限且多尺度间系数相关性被忽略的局限性,检索效率受到影响。提出一种基于尺度相关性的渐进式旋转不变纹理图像检索算法。该算法首先采用Log-polar变换与非下采样Contourlet变换组合的方式获取具备旋转不变性的多尺度多方向变换系数,然后利用广义高斯模型拟合低通波段的全局结构信息作为粗判依据,方向子带间的尺度相关信息则采用非高斯双变量模型拟合,并作为精细渐进式检索的特征变量。基于Brodatz标准纹理库的实验结果表明,与小波变换及基于层内关系模型方法相比,该方法能以更低的特征维数获得更高的检索效率及检索准确率,是一种进行旋转纹理检索的有效手段。     

基于Contourlet变换的遥感影像数字水印方案

针对现有变换域遥感影像数字水印算法存在的问题,提出一种基于Contourlet变换的遥感影像数字水印方案。算法首先对宿主遥感影像进行图像归一化;然后,对水印图像进行Arnold置乱预处理,并将置乱后的水印图像利用行扫描形成一维向量,得到二值水印序列作为数字水印信息;最后对宿主遥感影像进行Contourlet变换,并通过奇偶量化将水印嵌入所选Contourlet变换系数中。实验证明该算法对JEPG压缩、滤波和噪声以及旋转、缩放、平移等几何攻击均具有较好的鲁棒性。     

Contourlet HMT model with directional feature

According to Shanno’s information theory,the directional feature of texture is defined as the value of directional variable when an image signal attains a singularity of random distribution.In terms of this definition,we calculate the texture’s directional features using Tamura’s method and study the directional probability distribution of Contourlet coefficients.Then we find that the directional features tend to be conveyed across parent and child subbands.Based on this conclusion,we establish a novel probability distribution model of hidden direction variables under the condition of hidden state variable’s distribution,named Contourlet HMT model with directional feature.The structure and training method of the model are presented as well.Moreover,an unsupervised context-based image segmentation algorithm is proposed on the basis of the proposed model.Its effectiveness is verified via extensive experiments carried out on several synthesized images and remote sensing images.     

Contourlet概率分布的遥感图像边缘检测方法

提出一种新的基于Contourlet概率分布的边缘检测算法, 首先,对图像Contourlet系数概率分布的混合高斯分布特性进行分析,并建立图像Contourlet 系数大小状态的概率模型,同时对基于该模型的图像线状奇异信号进行分离;其次,改进最大类间方差的阈值选取方法,提出一种基于类间距离和类内方差的阈值选取方法,在保证类间距离最大的同时提高了类内聚合度;最后,利用所选阈值对分离的图像线状奇异信号进行二值化处理,并对边缘信息进行提取。实验结果表明,与传统经典边缘检测方法相比,所提出的边缘检测方法在有效检测出遥感图像中光滑边缘的同时可以对图像中次要的奇异信息进行有效的屏蔽,具有很好的实用性。     

基于遥感数据特征和像元替换技术的边缘提取方法

随着城市化的发展，城市遥感领域在中国发展迅速。高分辨遥感图像的边缘提取是当前城市遥感的重要研究领域。实践中，传统的边缘检测算子主要是通过图像空城特征微分，建立不同结构的模板完成。高分辨率遥感数字图像包括了空间域和光谱域两种信息，因此，借助于图像的光谱和空间域两种特征信息提高提取城市边缘信息精度已经成为当前算法开发的基本思路。该研究通过设计光谱分解和边缘检测的算子模板，综合利用了图像的光谱、空间特征信息。研究结果表明，这种方法有效地提高了城市遥感数据边缘信息的提取精度，同时还具有方法简便、计算速度怏的特点。     

基于深度多相似性哈希方法的遥感图像检索

哈希方法由于低存储、高效率的特性而被广泛应用于遥感图像检索领域。面向遥感图像检索任务的无监督哈希方法存在伪标签不可靠、图像对的训练权重相同以及图像检索精度较低等问题,为此,提出一种基于深度多相似性哈希（DMSH）的遥感图像检索方法。针对优化伪标签和训练关注度分别构建自适应伪标签模块（APLM）和成对结构信息模块（PSIM）。APLM采用K最近邻和核相似度来评估图像间的相似关系,实现伪标签的初始生成和在线校正。PSIM将图像对的多尺度结构相似度映射为训练关注度,为其分配不同的训练权重从而优化深度哈希学习。DMSH通过Swin Transformer骨干网络提取图像的高维特征,将基于语义相似矩阵的伪标签作为监督信息以训练深度网络,同时网络在两个基于不同相似度设计的模块上实现交替优化,充分挖掘图像间的多种相似信息进而生成具有高辨识力的哈希编码,实现遥感图像的高精度检索。实验结果表明,DMSH在EuroSAT和PatternNet数据集上的平均精度均值较对比方法分别提高0.8%～3.0%和9.8%～12.5%,其可以在遥感图像检索任务中取得更高的准确率。     

结合判别相关分析与特征融合的遥感图像检索

目的 高分辨率遥感图像检索中,单一特征难以准确描述遥感图像的复杂信息。为了充分利用不同卷积神经网络（convolutional neural networks,CNN）的学习参数来提高遥感图像的特征表达,提出一种基于判别相关分析的方法融合不同CNN的高层特征。方法 将高层特征作为特殊的卷积层特征处理,为了更好地保留图像的原始空间信息,在图像的原始输入尺寸下提取不同高层特征,再对高层特征进行最大池化来获得显著特征;计算高层特征的类间散布矩阵,结合判别相关分析来增强同类特征的联系,并突出不同类特征之间的差异,从而提高特征的判别力;选择串联与相加两种方法来对不同特征进行融合,用所得融合特征来检索高分辨率遥感图像。结果 在UC-Merced、RSSCN7和WHU-RS19数据集上的实验表明,与单一高层特征相比,绝大多数融合特征的检索准确率和检索时间都得到有效改进。其中,在3个数据集上的平均精确率均值（mean average precision,mAP）分别提高了10.4% 14.1%、5.7% 9.9%和5.9% 17.6%。以检索能力接近的特征进行融合时,性能提升更明显。在UC-Merced数据集上,融合特征的平均归一化修改检索等级（average normalized modified retrieval rank,ANMRR）和mAP达到13.21%和84.06%,与几种较新的遥感图像检索方法相比有一定优势。结论 本文提出的基于判别相关分析的特征融合方法有效结合了不同CNN高层特征的显著信息,在降低特征冗余性的同时,提升了特征的表达能力,从而提高了遥感图像的检索性能。     

Contourlet变换系数加权的医学图像融合

目的 由于获取医学图像的原理和设备不同,不同模式所成图像的质量、空间与时间特性都有较大差别,并且不同模式成像提供了不互相覆盖的互补信息,临床上通常需要对几幅图像进行综合分析来获取信息。方法 为了提高对多源图像融合信息的理解能力,结合Contourlet变换在多尺度和多方向分析方法的优势,将Contourlet变换应用于医学图像融合中。首先将源图像经过Contourlet变换分解获得不同尺度多个方向下的分解系数。其次通过对Contourlet变换后的系数进行分析来确定融合规则。融合规则主要体现在Contourlet变换后图像中的低频子带系数与高频子带系数的优化处理中。针对低频子带主要反映图像细节的特点,对低频子带系数采用区域方差加权融合规则;针对高频子带系数包含图像中有用边缘细节信息的特点,对高频子带系数采用基于主图像的条件加权融合规则。最后经过Contourlet变换重构获得最终融合图像。结果 分别进行了基于Contourlet变换的不同融合规则实验对比分析和不同融合方法实验对比分析。通过主观视觉效果及客观评价指标进行评价,并与传统融合算法进行比较,该算法能够克服融合图像在边缘及轮廓部分变得相对模糊的问题,并能有效地融合多源医学图像信息。结论 提出了一种基于Contourlet变换的区域方差加权和条件加权融合算法。通过对CT与MRI脑部医学图像的仿真实验表明,该算法可以增加多模态医学图像互补信息,并能较好地提高医学图像融合的清晰度。     

中尺度涡特征提取算法及可视化研究

在对海洋遥感图像数据进行处理,特征可视化检测海洋信息的过程中,中尺度涡信息检测是重要内容之一,其结果直接影响海洋中尺度涡信息反演的精度.为了提高中尺度涡信息提取的准确性,本文根据海洋中尺度涡成像的特点,基于边缘检测,运用连通区域提取技术,综合利用涡旋的形状、尺度等判据,检测图像中的旋涡闭合等值线以及提取旋涡的特征参数.采用Matlab和C#混合编程,将中尺度涡检测算法和遥感数据信息有机结合起来,实现了中尺度涡检测的自动化和可视化,提高了遥感图像的处理效率.实验表明,该方法具有较高的中尺度涡信息检测精度,检测效果理想.     

基于二代Contourlet域遥感图像双三次插值方法

为了使插值后的遥感图像在尽可能保持原图像信息的同时,显著提高图像空间分辨率,提出一种基于第二代Contourlet变换的遥感图像三次插值算法。在对遥感图像做第二代Contourlet分解基础上,对低分辨率频带中的高频分量做双线性插值变换,使其相似于高分辨率频带中的高频分量。最后,通过反变换得到比原始图像分辨率高的插值图像。实验结果表明,该方法插值效果优于双三次插值算法、小波双三次插值和第一代Contourlet双三次插值算法。