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。     

基于改进的空间模式聚类遥感图像融合算法

研究遥感图像融合优化问题,由于多通道,遥感图像和多光谱图像融合技术受到采集的图像信息精度和分辨率不同的影响,使图像的清晰度降低.为了有效提高遥感图像的分辨率,提出了一种空间模式聚类和小波分析相结合的遥感图像融合新算法.首先采用小波分析对待融合图像进行小波分解,并选择不同的融合规则对小波分解后的不同高低频率重构,然后对融合后的边缘模糊图像区域采用基于空间模式聚类方案进行合并.实验给出了两组遥感图像,仿真结果表明,通过与常用的几种图像融合算法相比,改进的遥感图像融合算法最大限度地保留多波段光谱信息,提高了分辨率,具有一定的实用性.     

多源遥感图象融合及应用

标准的数据融合方法在解决一幅高分辨率、全色图象与一幅低分辨率多频谱图象融合问题时,会使多频谱数据的频谱特性失真。我们基于多分辨率小波分解开发了一种技术,用于此类图象的融合。此法是将高分辨率图象的小波系数添加到多频谱（低分辨率）数据上,再将全色图象小波变换的高阶系数添加到多频谱图象的浓度组件上,此算法是对对标准的浓度－色度－饱和度（IHS或LHS）合并法的改进,将该算法应用于SPOT与LANDSAT（TM）图象融合的结果表明,在保留频谱与空间信息方面优于IHS和LHS融合法。     

基于改进的IHS、PCA和小波变换的遥感图像融合算法

文章提出了基于改进的IHS、PCA和小波变换的遥感图像融合算法,提高融合图像的空间分辨率和光谱分辨率,首先对多光谱图像进行PCA变换,使其维度降低,减少信息损失,将原始图像数据中有效的主要信息用主成分PC1、PC2、PC3表示.接着对主成分进行IHS变换得到I、H、S分量,之后将强度分量I与全色图像进行直方图优化求解得到newPAN,最后对newPAN和强度分量I进行小波分解.利用PCA对多光谱图像操作后再进行IHS变换,弥补了传统IHS算法只能处理三个波段多光谱图像的缺陷,增加了处理的波段数,而且PCA融合算法的光谱保持度较高,该算法将IHS、PCA、小波变换三种融合算法相结合,利用各个算法的优势,最大程度地减少替换成分相关性不高造成的光谱扭曲,克服小波变换融合过程中产生的细节信息畸变问题.     

基于小波包变换的图像多尺度数据融合

在二维小波变换的基础上,给出了图像的二维小波包变换的分析方法,并对已有的几种基于小波和小波包变换的图像融合算法进行了重新组合和改进,提出了一种基于小波包变换的多尺度数据融合方法,给出了一个融合实例。通过对实验的观察和分析,结果表明该算法具有较好的融合效果。     

基于小波变换的多模态图像融合算法的改进

为了进一步提高医学图像的融合效果,研究和改进了基于小波变换的图像融合算法,提出了一种改进小波变换金字塔融合算法.该算法对经过多层小波变换后的高低频小波系数,分别使用局部均值加权和分层线性加权的小波系数融合规则进行融合.通过编程试验,将该算法与空域和频域的各种融合算法进行对比,并使用主观和客观两种评价方法进行综合评价.实验结果表明,针对灰度图像特别是医学图像的融合,提出的融合算法与文中的对比算法相比较,在主观和客观的综合评价上表现出更好的融合效果.     

基于多进制小波的多源遥感影像融合

首先介绍了遥感影像融合的一般理论和方法，然后在讨论多进制小波理论和影像特征的基础上，提出了一种基于特征的多进制小波变换的影像融合算法，该算法根据待融合影像分辨率之比来确定采用几进制小波，将待融合的高分辨率影像进行多进制小波变换，然后把高分辨影像经小波变换后获得的低频成分和低分辨率影像依据一定的关系进行相互转换，以形成新的高分辨影像的低频成分，经过多进制小波逆变换获得到融合后的影像，最大限度地利用了待融合影像的信息，防止了影像信息的丢失，通过对具体影像的清晰度和空间分辨率，融合后的影像最大限度地保留了待融合影像的光谱信息，同时提高了待融合影像的清晰度和空间分辨率，给出了SPOT全色影像与SPOT多光谱影像，SPOT全色影像与TM影像的融合结果，并与其他方法进行了比较，从而证明了本方法的优越性和自适应能力。     

多小波变换在遥感图像融合中的应用

介绍了多小波理论及对图像进行多小波分解和重构的方法,以全色(PAN)和多光谱(TM)遥感图像融合为例,提出了一种基于多小波变换的遥感图像融合方法。通过Matlab编程实验,比较了db4小波及Smooth、GHM和CL三种多小波的融合效果。     

基于特征的遥感影像数据融合方法

基于小波的多分辨率分析理论提出了一种新的遥感影像数据融合方法。它利用区域方差最大和一致性准 则对不同尺度下的子带数据进行融合，采用加权运算对相应基带数据进行复合E文中给出了黑白航空影像与TM 影像、SAR影像的融合结果E通过与基于像素平均的融合方法比较，证明了本方法具有良好的鲁棒性和自适应能 力E     

结合方向小波的多光谱与全色遥感图像融合算法

针对现有的遥感图像融合算法所得融合图像存在边缘清晰度不高与光谱保持能力较差等问题,根据方向小波变换的高效性与方向选择性,提出了一种结合方向小波的多光谱与全色遥感图像融合算法。该算法采用人眼的视觉特性首先对待融合图像进行预处理,并根据小波变换的分解特性,对低频子带小波系数采用基于能量比的图像融合规则,而对高频子带则采用基于纹理一致性的融合规则。实验结果表明:该算法能够在保留多光谱图像信息的基础上,得到清晰度较高的融合图像,其中对中等分辨率图像的融合处理效果最佳。     

基于平稳小波变换的图像融合算法

针对IHS（intensity，hue．saturation）融合算法的光谱畸变和正交小波变换融合算法的方块效应问题，提出了一种基于平稳小波变换的图像融合算法，并且探讨了在图像处理中应用灰色系统理论的可行性和有效性。该算法结合IHS变换，对于图像平稳小波分解的高频分量利用灰色关联分析准确、有效地检测出有用的边缘信息，并在确定融合权值时，给予不同的重视程度。实验表明，本文算法能够克服正交小波变换在图像融合中出现的方块效应问题，在保持光谱信息方面具有显著的优越性，并且能够有效提高融合图像的空间分辨能力，又由于新算法引入灰色关联分析进行像素分类，具有良好的抗噪性和可控边缘信息量等优点，使算法灵活、有效，进一步改善了融合图像的质量。     

基于归一化相关矩的多分辨率遥感图象融合

多传感器数据融合技术已广泛应用于遥感图象处理方面 .针对遥感多光谱图象空间分辨率较低的问题 ,提出了一种基于归一化相关矩的多分辨率图象融合方法 .该方法首先对图象进行二维小波变换 ,然后根据所得到的高频小波系数的一阶、二阶统计特征来定义图象局部灰度相关矩 ,并以此作为图象融合测度来对遥感图象进行多分辨率特征融合 ,从而得到包含更多信息和有效特征的融合图象 .仿真结果表明 ,融合后的图象在保留多光谱信息和提高空间分辨率上均能获得较好的效果 ,因而可以更好地用于目标识别、分类等遥感图象处理方面     

多光谱图像与全色图像的像素级融合研究

以高空间分辨率的全色图像与高光谱分辨率的多光谱图像进行像素级双源融合为例，详细地总结了卫星多源遥感图像融合领域像素级融合的步骤、基本融合模型和优缺点，重点分析了各种常见像素级融合方法的原理和特点，并归纳了像素级融合结果的主客观评价标准和评价方法，以及像素级融合的主要应用领域，最后讨论了像素级融合目前存在的问题和今后的发展方向。     

High-resolution satellite image fusion using regression kriging

Image fusion is an important component of digital image processing and quantitative image analysis. Image fusion is the technique of integrating and merging information from different remote sensors to achieve refined or improved data. A number of fusion algorithms have been developed in the past two decades, and most of these methods are efficient for applications especially for same-sensor and single-date images. However, colour distortion is a common problem for multi-sensor or multi-date image fusion. In this study, a new image fusion method of regression kriging is presented. Regression kriging takes consideration of correlation between response variable (i.e., the image to be fused) and predictor variables (i.e., the image with finer spatial resolutions), spatial autocorrelation among pixels in the predictor images, and the unbiased estimation with minimized variance. Regression kriging is applied to fuse multi-temporal (e.g., Ikonos, QuickBird, and OrbView-3) images. The significant properties of image fusion using regression kriging are spectral preservation and relatively simple procedures. The qualitative assessments indicate that there is no apparent colour distortion in the fused images that coincides with the quantitative checks, which show that the fused images are highly correlated with the initial data and the per-pixel differences are too small to be considered as significant errors. Besides a basic comparison of image fusion between a wavelet based approach and regression kriging, general comparisons with other published fusion algorithms indicate that regression kriging is comparable with other sophisticated techniques for multi-sensor and multi-date image fusion.     

A novel adaptive fast IHS transform fusion method driven by regional spectral characteristics for Gaofen-2 imagery

ABSTRACT

With the increasing diversity of applications based on the Gaofen-2 satellite imagery, broadly applicable methods to generate high quality fused images is a significant problem to investigate. To obtain an image with high spatial and spectral resolutions from given panchromatic (Pan) images and multispectral (MS) images, most existing fusion algorithms adopt a unified strategy for the whole image. However, regions have distinct characteristics that impact the spatial and spectral resolution processing, on account of their varying regional features. In this article, to satisfy the diverse needs of different regions, a novel fast IHS (Intensity-Hue-Saturation) transform fusion method driven by regional spectral characteristics is proposed to fuse Gaofen-2 imagery. First, by the fast IHS transform framework, the original intensity component is obtained from the upsampled MS imagery. Then, numerous independent regions of upsampled MS imagery are generated by a novel superpixel merging strategy, and the spectral characteristics of these regions are utilized for generating a fusion factor. Next, to acquire a new fused intensity component, the fusion factor is applied to guide the injection of details in the fusion procedure. This fusion factor adapts the method to meet the spatial and spectral resolution needs for each region. Finally, the difference between the new fused intensity component and the original one is regarded as the detail that needs to be injected; these are added equally to the different bands of the upsampled MS imagery to yield the final fused multispectral image. In comparison with other classical algorithms, the visual and statistical analysis reveal that our proposed method can provide better results in improving spatial detail and preserving spectral information.     

基于HVS的小波图像融合新算法

目前的大多数基于小波变换的图像融合算法，由于并没有细致考虑人眼的视觉特性，因而得到的融合效果有时并不理想。为了提高图像的融合效果，提出了一种新的基于人类视觉系统(HVS)的小波图像融合新算法。该算法充分考虑了人类视觉系统的特点，首先在多尺度小波分解的基础上，计算出每层每个像素邻域的纹理和边缘亮度相关量；然后自适应地求得加权融合系数；最后采用多层次迭代法来产生融合图像。实验结果表明，该算法不仅能使图像融合结果有较大的改善，而且有利于人眼对目标的探测和识别。     

异源、同源传感器影像融合的比较研究

遥感影像的融合是遥感界的一个研究热点。根据数据源的不同,影像融合可分为异源传感器影像融合和同源传感器影像融合。以TM与SPOT作为异源影像融合的例子,以IKONOS的MS与Pan作为同源影像融合的例子,用5种算法对两种融合类型进行实验与比较。结果表明,同源传感器影像的融合效果好于异源传感器影像的融合效果;不同的融合算法在异源和同源传感器影像融合中的表现不尽相同。SVR变换可同时应用于异源及同源传感器影像的融合,且在提高影像空间分辨率、信息量和清晰度的同时能很好地保持原始多光谱影像的光谱特征。SFIM虽然也可以在两种数据源的融合实验中获得较好的融合效果,但其高频信息融入度最差。MB虽然提高了融合影像的高频信息融入程度,但光谱保真度、信息量和清晰度却不理想。Ehlers适用于异源传感器影像间的融合,而WT则适用于同源传感器影像的融合。     

Assessment of pan-sharpened very high-resolution WorldView-2 images

The fusion of multispectral (MS) images with high spatial resolution panchromatic (pan) images compensates the trade-off between spatial and spectral resolutions. The performance of fusion algorithms for different sensors is an active area of research. Therefore, with the availability of new very high-resolution (VHR) sensors, it becomes customary to evaluate the applicability of existing fusion techniques. In this study, we focused on the WorldView-2 (WV2) spaceborne sensor, which captures data in eight MS (2 m spatial resolution) bands and one pan (0.5 m spatial resolution) band. We compared and assessed 12 fusion techniques, namely Brovey transform (BT), Ehlers, Gram–Schimdt (GS), hyperspherical colour sphere (HCS), high-pass filter (HPF), modified intensity hue saturation (ModIHS), Multiplicative, PANSHARP, PANSHARP2, principal component (PC), and wavelet (IHS and PC)-based methods. To measure the quality of fused products, qualitative and quantitative methods were used. In qualitative methods, visual analysis of different colour composites was carried out. In quantitative methods, band-wise eight quality metrics including the required processing time and controlling parameters were reported. For overall image quality assessment, it is necessary to combine the values of different quality metrics. Therefore, a mean observation score based on these values was calculated to rank the fusion methods. It was observed that the HPF and PANSHARP methods produced the most visually appealing images, whereas quantitative values indicated that HCS, HPF, and PANSHARP methods performed better than other methods. Combining the results of quantitative and qualitative analyses, it was found that PANSHARP and HPF methods are superior to other methods in preserving both spatial and spectral details.     

基于边缘检测与归一化相关矩的图像融合方法

常见的基于小波变换的图像融合方法只是从小波系数的某一特性来考虑小波系数的选取,因而融合结果往往只提升了融合图像的某一特性。从数据融合的角度,提出了一种有效的融合算法,该方法将基于小波变换的图像边缘检测与归一化相关矩相结合并应用于图像的融合中。实验表明,与单一的融合规则相比,该方法能有效提高融合图像的质量。     

IHS变换与小波变换相结合的图像融合新方法*

提出了一种IHS变换与小波变换相结合的图像融合新方法。对多光谱(TM)图像的强度分量和全色(PAN)图像分别进行小波分解,根据小波变换高低频分量的不同特点,分别采取不同的高低频融合准则形成新的小波高低频分量,再先后进行小波逆变换和IHS逆变换得到融合后的TM图像。实验结果表明,提出的图像融合算法明显改善了融合图像的客观评价和主观视觉效果。