[发明专利]一种基于导向滤波的遥感图像融合方法

摘要

本发明提供了一种基于导向滤波的遥感图像融合方法，通过利用导向滤波器的系数矩阵将全色光图像的空间结构细节导入放大的多光谱图像中，提高了多光谱图像的空间分辨率；再利用IHS变换分离多光谱图像的光谱信息，利用IHS反变换将光谱信息注入至多光谱图像中，有助于保持原始的光谱信息；最后通过细节的提取调制与注入，在保持多光谱图像光谱信息的基础上进一步提升了空间分辨率，得到高质量的融合图像。本发明是一种适用于高分辨率星载多光谱与全色光图像融合的有效融合方法。

主权项

一种基于导向滤波的遥感图像融合方法，其特征在于包括下述步骤：第一步，通过卷积运算对全色光图像PAN进行低通滤波，低通滤波器记为LPF，则输出图像PL＝PAN*LPF；对输出图像PL作下2抽样处理，输出结果记为P2；第二步，设置图像P2为导向滤波的指导图像I，任意第j个多光谱波段Mj为导向滤波的输入图像P，导向滤波输出图像记为Q；像素点i位于以像素点k为中心的窗口ωk中，该窗口半径r≥1，窗口大小为(2r+1)×(2r+1)像素；滤波输出图像Q在像素点i的滤波输出值Qi由指导图像I在该点的像素值Ii以及i点所在局部窗口的窗口系数ak和bk共同决定，矩阵形式为Q＝A×I+B，其中A和B是窗口系数矩阵，窗口系数窗口系数|ω|为窗口ωk中所有像素的个数，pi为输入图像P在i处的像素值，μk和σk分别是指导图像在窗口ωk中的均值和方差，是输入图像P在窗口ωk中的均值，ε是规则化参数且ε∈(0,1)；第三步，利用最近邻插值法对窗口系数矩阵A和B重采样放大，分别得到对应的新窗口系数和第四步，利用原始全色光图像PAN和新窗口系数和计算大尺寸的输出图像该输出图像与原始全色光图像尺寸相同；第五步，从N波段多光谱图像中任选三波段多光谱图像MT1、MT2和MT3；重复第二步至第四步，计算出对应的三幅大尺寸输出图像和计算强度分量第六步，对所选的三波段多光谱图像MT1、MT2、MT3进行IHS变换，得到利用双三次插值法对U、V进行重采样插值，放大至与原始全色光图像PAN同尺寸，记为和第七步，对强度分量INT以及和进行IHS反变换，得到原始彩色空间三波段图像；与三波段多光谱图像MT1、MT2、MT3对应的IHS反变换输出第八步，计算空间细节D＝PAN‑INT；利用最近邻插值法对原始多光谱图像的所有多光谱波段M1，…，MN进行重采样插值，放大至与全色光图像PAN同尺寸，记为j＝1,…,N；计算各波段的空间细节调制系数利用空间细节调制系数将空间细节D调制后注入三波段多光谱图像ST1、ST2、ST3中，输出图像FT1＝ST1+gT1×D、FT2＝ST2+gT2×D和FT3＝ST3+gT3×D即为融合结果；第九步，返回第五步选择不同的三波段进行融合，最终遍历所有N个波段，输出N个波段的融合结果。