[發明專利]基于PAN調制和多元線性回歸的MS與PAN圖像融合方法

有效

• 申請號: 201611208080.5
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106651800B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 李慧;荊林海
• 申請（專利權）人: 中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 王珂

本發明公開了一種基于PAN調制和多元線性回歸的MS與PAN圖像融合方法，包括以下步驟：將原始低分辨率MS圖像I^L采用立方卷積的方式上采樣到原始PAN圖像P的分辨率，得到上采樣MS圖像I；將原始PAN圖像采用平均法下采樣到MS圖像空間分辨率，得到MS空間分辨率的PAN圖像P_L；采用各個MS波段的加權和以合成MS空間分辨率的PAN圖像Ps；計算PAN波段和MS圖像第i波段的霧氣值H_P和H_i；計算對比度增強PAN圖像P_F；將上采樣MS圖像I、合成PAN圖像Ps和對比度增強PAN圖像P_F進行融合。本發明的有益效果：顯著降低融合圖像的光譜失真，并能提供不同程度空間細節增強的融合圖像，特別是在MS和PAN像元存在配準誤差的情況下，該方法融合圖像具有較少的光譜失真和較好的目視效果。

技術領域

本發明涉及遙感圖像處理技術領域，特別是一種基于PAN調制和多元線性回歸的MS與PAN圖像融合方法。

背景技術

目前，大量在軌的衛星(例如Landsat 7ETM+、IKONOS、QuickBird、SPOT-5和WorldView-2/3等)，同時提供高空間分辨率的全色波段(PAN)和低空間分辨率的多光譜波段(MS)遙感圖像。由于大量的應用需要使用高空間分辨率的多光譜圖像，因此破切地需要將MS與PAN圖像進行融合處理，以獲得空間分辨率增強的MS圖像，以應用于遙感圖像解譯、地表覆蓋分類、目標檢測等應用中。近年來國內外研究人員發展了大量遙感融合技術來融合MS和PAN圖像以得到高空間分辨率的MS圖像。

基于PAN調制的融合方法(例如PCI Geomatica軟件中的PANSHARP方法)是目前使用較多的融合方法之一。基于PAN調制的MS與PAN融合基于假設：融合后MS波段與原始MS波段的比值等于原始PAN圖像與合成PAN圖像的比值。由于該計算公式暗含了光譜失真最小化模型，因此融合圖像具有較好的目視效果和較小的光譜失真。基于PAN調制技術的融合算法主要有Brovey變換、Pradines’、合成變化比率(Synthetic Variable Ratio)、SmoothingFilter-based Intensity Modulation、PANSHARP(PS)、Haze-and Ratio-based (HR)等。基于PAN調制的融合方法，由于具有計算簡單、魯棒性強等優點，被廣泛地應用于衛星數據的融合。待融合圖像的配準精度、大氣輻射影響、混合像元問題等是影響融合圖像質量的幾個關鍵問題。

Jing and Cheng(2009)提出的Haze-and Ratio-based(HR)方法采用原始PAN圖像進行融合；且HR方法所使用的P_S的生成方式為：首先對原始PAN分辨率圖像采用平均法降空間分辨率，然后再上采樣到原始PAN空間分辨率。該方式對MS和PAN圖像存在少量空間錯位的情況無法改善效果。

針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

針對相關技術中的上述技術問題，本發明提出了一種基于PAN調制和多元線性回歸的MS與PAN圖像融合方法，可減少MS和PAN圖像的少量空間錯位對融合圖像質量的影響。

本發明的目的通過以下技術方案實現：