一种多尺度空间投影遥感影像融合方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101916436A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101916436A(43)申请公布日2010.12.15(21)申请号201010266813.7(22)申请日2010.08.30(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山(72)发明人邵振峰刘军(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人张火春(51)Int.Cl.G06T5/50(2006.01)G06T5/00(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图1页(54)发明名称一种多尺度空间投影遥感影像融合方法(57)摘要本发明涉及一种多尺度空间投影遥感影像融合方法，包括以下步骤：利用原始低空间分辨率的多光谱影像计算其亮度影像，通过改进的高斯尺度空间理论，分别生成该亮度影像和原始高空间分辨率全色影像的高斯影像立方体，然后利用高斯影像立方体的层间差异提取亮度影像和全色影像的空间细节特征，最后将空间细节特征按照加权融合策略投影到原始多光谱影像上，得到具有高空间分辨率和高光谱分辨率的融合多光谱影像。本发明在提高融合影像的空间细节表现能力的同时，很好地保留了原多光谱图像的光谱信息，其物理意义明确，实现结构简单，融合效果好。CN109643ACN101916436A权利要求书1/3页1.一种多尺度空间投影遥感影像融合方法，其特征在于包括以下步骤：步骤a，将相同地域的原始低空间分辨率的多光谱影像采样到原始高空间分辨率全色影像同等像素大小，进行精确几何校正处理，然后利用经过采样和校正后的多光谱影像计算其亮度影像；步骤b，分别生成原始高空间分辨率全色影像和步骤a所得亮度影像的高斯影像立方体；所述高斯影像立方体由若干层的影像组成，最底层影像即为原始高空间分辨率全色影像和步骤a所得亮度影像，当前层影像是由上一层影像与体现当前层尺度特征的高斯核函数卷积而成，设最底层的尺度参数为σ，从最底层影像到最顶层影像的尺度参数由σ变化到2σ，并且当前层影像的尺度参数与上一层影像的尺度参数满足倍增关系；步骤c，利用步骤b所得高斯影像立方体的层间差异，提取亮度影像和原始高空间分辨率全色影像的空间细节特征；步骤d，将步骤c提取出的空间细节特征按照加权融合策略投影到原始低空间分辨率的多光谱影像上，得到具有高空间分辨率和高光谱分辨率的融合多光谱影像。2.根据权利要求1所述的多尺度空间投影遥感影像融合方法，其特征在于：步骤a中，采样过程采取最邻近像元法、双线性内插法或双三次卷积法方法。3.根据权利要求1所述的多尺度空间投影遥感影像融合方法，其特征在于：步骤a中，利用经过采样和校正后的多光谱影像计算其亮度影像的具体方式为，对多光谱影像的所有单波段影像求平均亮度影像。4.根据权利要求1或2或3所述的多尺度空间投影遥感影像融合方法，其特征在于：步骤b中，高斯影像立方体中的各层影像满足以下公式(1)：其中Ip表示当前层影像，Ip-1表示上一层影像，σp表示当前层的尺度特征参数，G(x，y；σp)表示尺度参数为σp的高斯核函数，(x，y)表示高斯窗口内相对于中心的坐标偏移量；层间尺度参数的倍增关系和每一层的尺度参数分别满足下面的公式(2)和公式(3)：k＝21/s(2)pσp＝kσ(3)其中s表示总层数，p表示当前层数，k是层间尺度参数的倍增关系。5.根据权利要求4所述的多尺度空间投影遥感影像融合方法，其特征在于：步骤c中，利用高斯影像立方体的层间差异提取出的影像空间细节特征D，如以下公式(4)：其中Ii-1和Ii分别表示高斯影像立方体中第i-1层和第i层的影像，Ii-1-Ii是这两层影像的层间差异，记为Di。6.根据权利要求5所述的多尺度空间投影遥感影像融合方法，其特征在于：步骤c中，根据运算级别，选用以下三种提取空间细节特征的方法之一，实现提取亮度影像的空间细节特征DAve和原始高空间分辨率全色影像的空间细节特征Dpan，2CN101916436A权利要求书2/3页第一种：逐层计算差异影像，提取空间细节特征，即按以下公式(5)提取空间细节特征：其中Ii-1和Ii表示原始高空间分辨率全色影像的高斯影像立方体中第i-1层和第i层的影像，Ii-1′和Ii′表示亮度影像的高斯影像立方体中第i-1层和第i层的影像；第二种：在逐层计算差异影像的基础上，根据高斯函数的性质提取空间细节特征，即按以下公式(6)提取空间细节特征：其中I和I′分别表示原始高空间分辨率全色影像和亮度影像，Is、Is′分别表示原始高空间分辨率全色影像和亮度影像的第s层影像，s表示总层数，w表示高斯核函数的窗口尺寸，σ表示初始设定的高斯核函数的方差，表示窗口大小扩大了倍、尺度参数扩大了倍的高斯核函数；第三种：在满足精度要求的前提下，对第二种方法简化，即按