一种改进IHS与小波变换的夜光遥感影像融合方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115294001A(43)申请公布日2022.11.04(21)申请号202210927310.2(22)申请日2022.08.03(71)申请人桂林理工大学地址541004广西壮族自治区桂林市七星区建干路12号(72)发明人陆妍玲周国清黄美琪赵毅(74)专利代理机构南宁东之智专利代理有限公司45128专利代理师汪治兴(51)Int.Cl.G06T5/50(2006.01)G06T5/40(2006.01)G06T5/00(2006.01)G06T7/90(2017.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种改进IHS与小波变换的夜光遥感影像融合方法(57)摘要本发明属于遥感图像融合技术领域，具体涉及一种改进IHS与小波变换的夜光遥感影像融合方法。本发明融合了“类NPP‑VIIRS”夜间灯光数据集和Landsat多光谱图像数据，对夜间灯光遥感数据进行多波段合成，提高了影像分辨率（50m以内），实现彩色夜间灯光遥感图像。本发明获取融合后的多波段融合图像，获取图像亮度I分量，并与相应全色图像融合得到图像新I分量，并对H分量和S分量做IHS逆变换，得到融合图像。I分量包含空间结构、特征等细节信息，采用本发明，能够更大程度保留细节信息，提高了融合图像的精度。CN115294001ACN115294001A权利要求书1/2页1.一种改进IHS与小波变换的夜光遥感影像融合方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，采集数据，包括类NPP/VIIRS夜间灯光遥感图像、Landsat多光谱图像和Landsat全色图像，Landsat多光谱图像即MS图像，Landsat全色图像即PAN图像；步骤S2，数据预处理，对采集的数据进行重投影、重采样，保证其图像尺寸、维度均保持一致；步骤S3，多波段融合，将预处理后的类NPP/VIIRS夜间灯光遥感图像与预处理后的MS图像进行波段融合，生成彩色夜间灯光遥感图像，即多波段融合图像；步骤S4，图像IHS变换，对经过步骤S3处理后的多波段融合图像进行IHS变换，将图像色彩空间变换至IHS，即将原彩色图像分解为R、G、B三个通道，根据IHS模型与RGB模型间转换关系，在IHS色彩空间中提取多波段融合图像的包含细节信息的I分量和包含光谱信息的H、S分量；步骤S5，直方图匹配，保持多波段融合图像的H、S分量不变，采用具有空间细节的多波段融合图像的I分量与预处理后的PAN图像作直方图匹配，获得PANnew图像和Inew分量；步骤S6，二维小波分解以及逆变换，把步骤S4得到的Inew分量与PANnew图像分进行二维小波分解及逆变换，得到Inew'分量；步骤S7，图像融合，将获得的获取Inew'分量与步骤S4中获得的多波段融合图像的H分量、S分量进行IHS逆变换，得融合图像。2.根据权利要求1所述的一种改进IHS与小波变换的夜光遥感影像融合方法，其特征在于，所述步骤S5中具体包括：计算PAN图像的灰度值，将PAN图像与多波段融合图像的I分量进行直方图均衡化，如下式(1)所示，根据Zk、Pz间对应关系，对PAN图像的灰度级进行调整，获取与原图像匹配程度较高的Inew分量；Inew分量与PAN图像直方图匹配得到PANnew图像；式中，Zk表示PAN图像的灰度值，P(Zj)表示当k＝j时图像灰度概率估计值，Sr(Zk)表示P(Zj)的总和；L‑1为自由度。3.根据权利要求1所述的一种改进IHS与小波变换的夜光遥感影像融合方法，其特征在于，所述步骤S6中具体包括以下步骤：步骤S61，将Inew分量进行行分解获得Inew分量的低频分量L与高频分量H，再进行列分解III得到Inew分量的低频子分量LL、水平方向的细节特征LH、垂直方向的细节特征HL、对角线特征HHI；步骤S62，将PANnew图像进行行分解获得Inew分量的低频分量L与高频分量H，再进行列分PPP解得到PANnew图像的低频子分量LL、水平方向的细节特征LH、垂直方向的细节特征HL、对角线特征HHP；PI步骤S63，将PANnew图像的低频子分量LL替换为Inew分量的低频子分量LL，构成新的PPANnew图像，并对新的PANnew图像的低频子分量LL进行行分解得到新的PANnew图像的低频子PP分量LL的低频分量L与高频分量H，再进行列分解得到新的PANnew图像的低频子分量LL的低频子分量LLLLP、水平方向的细节特征LLLHP、垂直方向的细节特征LLHLP、对角线特征LLHHP；P步骤S64，对步骤S63对新的PANnew图像的低频子分量LL进行二维小波逆变换，最终得到Inew'分量。2CN115294001A权利要求书2/2页4.根据权利要求3所述的一种改进IHS与小波变换的夜光