[發明專利]基于輪廓波變換與引導濾波的遙感圖像融合方法

有效

• 申請號: 201610024209.0
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105761214B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 那彥;任夢喬;趙麗
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 程曉霞;王品華

本發明公開的一種基于輪廓波變換與引導濾波的遙感圖像融合方法，主要解決現有的圖像融合方法引起的圖像對比度降低和圖像邊緣特性表達不明確的問題。其具體的實現為：對同一目標拍攝得到兩幅待融合多光譜圖像和全色圖像進行輪廓波變換，得到對應的高頻系數和低頻系數；對兩幅源圖像的高頻系數應用基于引導濾波的加權融合方法進行融合，得到融合圖像的高頻系數；對兩幅源圖像的低頻系數應用區域能量取大的方法進行融合，得到融合圖像的低頻系數；對融合后的高頻系數和低頻系數，應用輪廓波反變換，得到該目標的融合圖像。本發明將輪廓波變換和引導濾波器結合，融合效果明顯，圖像評價參數高。可用于圖像的分析與處理，并在測繪、地質等方面的應用。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，主要涉及對圖像的融合技術，具體是一種基于輪廓波(contourlet)變換與引導濾波的遙感圖像融合方法，可用于圖像的分析與處理，并在測繪、地質、農業、氣象等方面有廣泛的應用。

背景技術

圖像融合就是將兩幅或者多幅針對同一目標拍攝的圖像合成為一幅單一圖像的過程。待融合的圖像通常為不同成像特點的設備在同一時刻拍攝的圖像或者是同一成像設備在不同時間點拍攝的圖像。因此這些待融合的圖像都具有不同的特點，通過一定的算法將這些圖像融合在一起，得到的合成圖像可以提供更加豐富的內容信息，方便人們對目標的進一步研究，能更有效的分析目標數據。

近幾年，隨著技術的進步，成像傳感器得到了快速的發展。利用這些成像設備可以拍攝得到目標的像，通過圖像直觀的看到目標的外形和結構信息，還能夠識別出目標或者目標的某個部分。由于不同的成像設備其成像原理是不一樣的，因此對同一個目標拍攝得到的圖像具有不同的特點。單一的傳感器針對目標得到的信息是有限的，并不能獲得人們在檢測目標時需要的全部信息。因此可以使用多個具有不同特點的成像設備對同一個目標成像，應用有效的融合規則將得到的圖像合成為一幅圖像，最終得到的融合圖像和源圖像相比，包含更加豐富的內容信息，使人們對于目標的觀察更加的可靠。

按照圖像融合時數據的處理層次，目前研究的算法可以分為像素層融合，特征層融合和決策層融合。由于像素級融合能夠保留源圖像的細微內容信息，而且融合規則相對來說比較簡單，因此目前對像素層上融合技術的研究最為廣泛。對于幾種常用的融合方法，基于線性加權平均的融合方法計算量小，融合時間短，實時性很好，但是其結果降低了源圖像的對比度，視覺效果很差；IHS變換容易對原始光譜信息造成扭曲；基于PCA變換的規則要求源數據之間的相關性高，但是這個條件很難滿足；基于高通濾波的融合方法簡單，改善分辨率的同時能夠保持圖像的光譜信息，但是在對高空間分辨率圖像濾波的同時會濾掉很多紋理信息，融合后圖像包含大量的噪聲?；谥庇X模糊推理的融合方法是近幾年的研究熱點，但是在推理過程中由于像素點和論域的劃分沒有固定的標準，因此會導致隸屬度函數的選擇比較困難，容易造成錯誤的判定。而且由于推理過程涉及到的運算很多，因此時間復雜度很高，算法的執行速度很慢，實時性差。

發明內容

本發明公開了一種基于contourlet變換與引導濾波的遙感圖像融合方法，主要解決現有的圖像融合方法引起的圖像對比度降低和圖像邊緣特性表達不清晰的問題。而且本發明在融合圖像時速度非?？欤瑢崟r性很好。

本發明是一種基于contourlet變換與引導濾波的遙感圖像融合方法，其特征在于，包括有如下步驟：

(1)針對同一目標拍攝得到的兩幅待融合的多光譜圖像和全色圖像分別進行contourlet變換，分解得到高頻系數和低頻系數；

(2)對兩幅源圖像對應的高頻系數應用基于引導濾波的加權融合方法進行融合，得到輸出圖像對應的高頻系數；

(3)對兩幅源圖像對應的低頻系數應用基于區域能量取大的融合方法進行融合，得到輸出圖像對應的低頻系數；

(4)對融合后的高頻系數和低頻系數，應用contourlet反變換，得到該目標的融合圖像。該融合圖像同時具有多光譜圖像和全色圖像的優點，即在具有高空間分辨率的同時具有高的光譜分辨率。