专利名称：遥感影像融合方法及系统的制作方法
遥感影像融合方法及系统
技术领域：
本发明涉及影像分析技术，特别是涉及一种遥感影像融合方法及系统。背景技术：
随着遥感技术的发展，各种各样的对地观测卫星源源不断地提供着不同的空间、 时间和波谱分辨率的卫星遥感影像。为了对观测目标有一个更加全面、清晰、准确的理解与认知，遥感影像融合技术日趋发展，将多光谱遥感影像与合成孔径(synthetic aperture radar，简称SAR)影像进行融合，以实现对目标的更精确、更可靠的估计和判断。传统的多光谱遥感影像与合成孔径影像可通过IHSantensity，Hue，&ituration， 强度，色调，饱合度)变换法、主成分分析法以及基于小波分解的算法进行融合。但是，IHS 变换法会导致影像中光谱信息的失真，没有考虑到影像中的空间信息。
发明内容基于此，有必要提供一种可提高准确性的遥感影像融合方法。此外，还有必要提供一种可提高准确性的遥感影像融合系统。一种遥感影像融合方法，包括以下步骤对多光谱影像进行彩色空间变换得到所述多光谱影像的强度分量；将所述多光谱影像的强度分量与合成孔径雷达影像通过多孔算法进行多层小波分解，得到每一层中的强度分量高频影像、合成孔径雷达高频影像和强度分量低频影像；通过滑动窗口逐层对强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像分别统计，得到滑动窗口内的方差，根据所述滑动窗口内的方差得到相应的融合高频影像；对所述融合高频影像以及强度分量低频影像进行重构；将重构后的影像进行彩色空间逆变换，得到最终融合影像。优选地，所述将所述多光谱影像的强度分量与合成孔径雷达影像通过多孔算法进行多层小波分解，得到每一层中的强度分量高频影像、合成孔径雷达高频影像和强度分量低频影像的步骤为将多光谱影像的强度分量与合成孔径雷达影像分别通过低频滤波器得到第一层的强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像、强度分量低频影像；逐层根据分解层数调整当前层的低频滤波器，由上一层的强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像、强度分量低频影像通过当前层的低频滤波器得到当前层的强度分量高频影像、合成孔径雷达高频影像和强度分量低频影像。优选地，所述将多光谱影像的强度分量与合成孔径雷达影像分别通过低频滤波器进行小波分解得到初始层的强度分量高频影像和合成孔径雷达高频影像的步骤之前还包括根据所述多光谱影像与合成孔径雷达影像之间的分辨率比例选取相应进制小波分解的低频滤波器。优选地，所述通过滑动窗口逐层对强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像分别统计得到滑动窗口内的方差，根据所述滑动窗口内的方差得到相应的融合高频影像的步骤为分别在所述强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像中移动所述滑动窗口，计算所述滑动窗口内的方差；将每一层中所述滑动窗口内的方差进行比较，取所述滑动窗口内的最大方差作为相应的融合高频影像。一种遥感影像融合系统，至少包括空间变换模块，用于对多光谱影像进行彩色空间变换得到所述多光谱影像的强度分量；小波分解模块，用于将所述多光谱影像的强度分量与合成孔径雷达影像通过多孔算法进行多层小波分解得到每一层中的强度分量高频影像、合成孔径雷达高频影像和强度分量低频影像；融合模块，用于通过滑动窗口逐层对强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像分别统计得到滑动窗口内的方差，根据所述滑动窗口内的方差得到相应的融合高频影像；重构模块，用于对所述融合高频影像以及强度分量低频影像进行重构；所述空间变换模块还用于将重构后的影像进行彩色空间逆变换得到最终融合影像。优选地，所述小波分解模块包括低频滤波器，用于将多光谱影像的强度分量与合成孔径雷达影像分别进行小波分解得到第一层的强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像、强度分量低频影像，并逐层根据上一层的强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像、强度分量低频影像进行小波分解得到当前层的强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像、强度分量低频影像；调整单元，用于逐层根据分解层数调整当前层的所述低频滤波
O优选地，所述小波分解模块还包括选取单元，用于根据所述多光谱影像与合成孔径雷达影像之间的分辨率比例选取相应进制小波分解的低频滤波器。优选地，所述融合模块包括方差计算单元，用于分别在所述强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像中移动所述滑动窗口，计算所述滑动窗口内的方差；比较单元，用于将每一层中所述滑动窗口内的方差进行比较，取所述滑动窗口内的最大方差作为相应的融合高频影像。上述遥感影像融合方法及系统中，将彩色空间变换、多孔算法应用于多光谱影像与合成孔径雷达影像的融合，可较好地保留光谱信息和空间信息，极大地提高了融合过程中的准确性。上述遥感影像融合方法及系统中，多光谱影像的光谱分辨率高、光谱信息丰富，而合成孔径雷达影像具有很高的空间分辨率，将这两类影像进行融合，可以得到更精确、更可靠、更全面的融合影像，从而在土地利用的分类、城市区域中的绿地、裸露的土壤、建筑物和道路网络的可视化分类、道路网络的提取等方面发挥巨大的作用，以满足城市数字发展的要求。
图1为一个实施例中遥感影像融合方法的流程图；图2为一个实施例中小波分解的流程图；图3为一个实施例中获取融合高频影像的流程图；图4为一个实施例中遥感影像融合系统的示意图；图5为一个实施例中小波分解模块的示意图；图6为一个实施例中融合模块的示意图；图7为一个实施例中的多光谱影像；
图8为一个实施例中的合成孔径雷达影像；图9为一个实施例中的最终融合影像。
具体实施方式图1示出了一个实施例中的遥感影像融合方法，包括以下步骤在步骤SlO中，对多光谱影像进行彩色空间变换得到多光谱影像的强度分量。本实施例中，将多光谱影像从RGB(Red，Green, Blue,红绿蓝)空间变换到IHS空间。由于 IHS空间中多光谱影像的光谱信息主要体现在色调与饱和度上，在遥感影像的融合过程中， 需要在保留光谱信息的前提下添加更多的细节信息，因此将多光谱影像由RGB空间转换到 IHS空间中。具体地，可将多光谱影像输入以下模型中，进行IHS空间变换，该模型为
权利要求
1.一种遥感影像融合方法，包括以下步骤对多光谱影像进行彩色空间变换得到所述多光谱影像的强度分量； 将所述多光谱影像的强度分量与合成孔径雷达影像通过多孔算法进行多层小波分解， 得到每一层中的强度分量高频影像、合成孔径雷达高频影像和强度分量低频影像；通过滑动窗口逐层对强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像分别统计，得到滑动窗口内的方差，根据所述滑动窗口内的方差得到相应的融合高频影像； 对所述融合高频影像以及强度分量低频影像进行重构； 将重构后的影像进行彩色空间逆变换，得到最终融合影像。
2.根据权利要求1所述的遥感影像融合方法，其特征在于，所述将所述多光谱影像的强度分量与合成孔径雷达影像通过多孔算法进行多层小波分解，得到每一层中的强度分量高频影像、合成孔径雷达高频影像和强度分量低频影像的步骤为将多光谱影像的强度分量与合成孔径雷达影像分别通过低频滤波器得到第一层的强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像、强度分量低频影像；逐层根据分解层数调整当前层的低频滤波器，由上一层的强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像、强度分量低频影像通过当前层的低频滤波器得到当前层的强度分量高频影像、合成孔径雷达高频影像和强度分量低频影像。
3.根据权利要求2所述的遥感影像融合方法，其特征在于，所述将多光谱影像的强度分量与合成孔径雷达影像分别通过低频滤波器进行小波分解得到初始层的强度分量高频影像和合成孔径雷达高频影像的步骤之前还包括根据所述多光谱影像与合成孔径雷达影像之间的分辨率比例选取相应进制小波分解的低频滤波器。
4.根据权利要求1所述的遥感影像融合方法，其特征在于，所述通过滑动窗口逐层对强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像分别统计得到滑动窗口内的方差，根据所述滑动窗口内的方差得到相应的融合高频影像的步骤为分别在所述强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像中移动所述滑动窗口，计算所述滑动窗口内的方差；将每一层中所述滑动窗口内的方差进行比较，取所述滑动窗口内的最大方差作为相应的融合高频影像。
5.一种遥感影像融合系统，其特征在于，至少包括空间变换模块，用于对多光谱影像进行彩色空间变换得到所述多光谱影像的强度分量；小波分解模块，用于将所述多光谱影像的强度分量与合成孔径雷达影像通过多孔算法进行多层小波分解得到每一层中的强度分量高频影像、合成孔径雷达高频影像和强度分量低频影像；融合模块，用于通过滑动窗口逐层对强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像分别统计得到滑动窗口内的方差，根据所述滑动窗口内的方差得到相应的融合高频影像； 重构模块，用于对所述融合高频影像以及强度分量低频影像进行重构； 所述空间变换模块还用于将重构后的影像进行彩色空间逆变换得到最终融合影像。
6.根据权利要求5所述的遥感影像融合系统，其特征在于，所述小波分解模块包括低频滤波器，用于将多光谱影像的强度分量与合成孔径雷达影像分别进行小波分解得到第一层的强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像、强度分量低频影像，并逐层根据上一层的强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像、强度分量低频影像进行小波分解得到当前层的强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像、强度分量低频影像； 调整单元，用于逐层根据分解层数调整当前层的所述低频滤波器。
7.根据权利要求6所述的遥感影像融合系统，其特征在于，所述小波分解模块还包括 选取单元，用于根据所述多光谱影像与合成孔径雷达影像之间的分辨率比例选取相应进制小波分解的低频滤波器。
8.根据权利要求5所述的遥感影像融合系统，其特征在于，所述融合模块包括方差计算单元，用于分别在所述强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像中移动所述滑动窗口，计算所述滑动窗口内的方差；比较单元，用于将每一层中所述滑动窗口内的方差进行比较，取所述滑动窗口内的最大方差作为相应的融合高频影像。
全文摘要
一种遥感影像融合方法，包括以下步骤对多光谱影像进行彩色空间变换得到多光谱影像的强度分量；将多光谱影像的强度分量与合成孔径雷达影像通过多孔算法进行多层小波分解得到每一层中的强度分量高频影像、合成孔径雷达高频影像和强度分量低频影像；通过滑动窗口逐层对强度分量高频影像与合成孔径雷达高频影像分别统计，得到滑动窗口内的方差，根据滑动窗口的方差得到融合高频影像；对融合高频影像以及强度分量低频影像进行重构；将重构后的影像进行彩色空间逆变换得到最终融合影像。遥感影像融合方法及系统中，将彩色空间变换、多孔算法应用于多光谱影像与合成孔径雷达影像的融合，可较好保留光谱信息和空间信息，极大地提高融合过程中的准确性。
文档编号G06T5/50GK102254311SQ20111015616
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者张巍, 柳想, 胡金星, 韩念龙 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院