[发明专利]一种图像数据融合方法

说明书

技术领域

本发明属于遥感图像数据融合技术领域，特别涉及一种较高空间分辨率的单波段图像 数据与较低分辨率多波段遥感数据的融合方法。

背景技术

图像的数据融合是将两个或多个不同来源数据图像的有用信息集成到同一幅图像上， 以获得同时具有多来源图像有用信息的高质量图像的过程。实际应用中用得最多，也是最 具应用价值的是将具有较高空间分辨率的全色黑白图像或雷达图像与多波段彩色图像进 行融合，使得结果图像即具有较高的空间分率，又具有彩色图像的光谱信息。该项工作是 现代遥感应用中一种极为重要的技术。目前已有的图像数据融合方法通常是将R、G、B 三元色合成的彩色图像转化为另一种形式的图像，然后将其以空间高频信息为主的组分以 高分辨率黑白图像或其相应的变换组分替代，之后再进行反变换，最后得到既有彩色图像 光谱信息，又具有较高空间分辨率信息的结果图像。目前应用最广并最具代表性的是以下 几种方法：

1)HIS变换融合

HIS变换融合是应用最广，也是应用效果较好的一种数据融合方法。该方法是将彩色 图像变换成强度(I)、色彩(H)和饱和度(S)三种组分，然后将高分辨率黑白图像进行 一定处理后以之代替彩色图像的强度(I)组分，之后再进行反变换转化为R、G、B图像。 这种方法较简单易行，可以较充分地集成了黑白图像的分辨率高空间的信息，但原图像的 色彩发生了一定的变化。

2)主成分变换融合

主成分变换融合方法是将彩色图像进行K-L变换，然后用黑白图像代替第一组分，再 进行反变换，得到的图像也具有高空间分辨率信息和彩色信息，但颜色发生了较大变化。

3)小波变换融合

小波变换融合方法是对彩色图像和较高空间分辨率黑白图像均进行小波变换，然后用 高空间分辨率黑白图像变换得到的高频组分取代彩色图像变换得到的相应组分，再进行反 变换得到结果图像。小波变换融合方法地一定程度上减少了前两种方法产生的色调变异， 但色调变异仍然存在。

现有的数据融合方法所得结果均或多或少地使彩色图像的光谱信息发生了变异，数据 融合后已不能用于定量计算。

发明内容

本发明的目的在于克服以上不足，提供一种高效的图像数据融合方法，可以完全集成 彩色图像的光谱信息和黑白图像的空间信息，彩色图像的光谱信息完全不受影响，融合后 图像数据仍可用于定量计算。

本发明所采用的技术方案：一种图像数据融合方法，包括以下步骤：

(1)对低分辨率彩色图像进行重采样，使其像元大小与高分辨率黑白图像相同；

(2)通过精校正使低分辨率彩色图像与高分辨率黑白图像重合；

(3)重采样后的彩色图像各像元的三个波段同乘以黑白图像的相应亮度比值；

(4)输出结果图像。

上述步骤(2)中的低分辨率彩色图像与高分辨率黑白图像通过精校正之后的空间位 置误差小于0.2个像元。

上述步骤(3)中的亮度比值为像元亮度与最大亮度取值的比值。所述步骤(3)的计 算公式为：

Zkij=XkijYijA]]>

式中：Z_kij为第k波段输出图像像元值；X_kij为第k波段经重采样后的原始图像像元值； Y_ij为黑白图像像元值；A为黑白图像像元的最大取值，i、j和k分别为图像行、列号和波 段号。

本发明所述的数据融合方法具有以下优点：

1)完全集成了原始黑白图像的空间信息和彩色图像的光谱信息，无光谱信息的损失， 图像颜色不发生变异；

2)方法简单，运算量远较其它数据融合方法小，处理速度快；

3)简单易行，具有极高的实用价值。

附图说明

图1是应用实施例一的SPOT卫星影像2.5米分辨率原始全色波段图像；

图2是应用实施例一的SPOT卫星影像10米分辨率原始彩色图像；