[發明專利]一種適用于分布式架構的Gram-Schmidt融合方法

有效

• 申請號: 201810735089.4
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN109102480B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 吳方才;周馨;李艷艷;鞏志遠
• 申請（專利權）人: 中科星圖股份有限公司
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 王雨桐

本發明公開了一種適用于分布式架構的Gram?Schmidt融合方法，其整體流程為：以高分辨率全色影像作為基準，按照指定分塊大小對全色影像進行分塊；在分塊基礎上，向四周各擴展一行一列，保證各分塊間均存在重疊區域；根據全色各分塊參數及重采樣率，反算出對應的多光譜影像分塊參數；按照離中心點由近及遠的順序，依次向計算節點發送任務；計算節點并行處理各分塊融合過程，采用分塊計算之間相互關聯累加的方式實現局部統計信息全局化。本發明以整幅影像中切割的分塊為最小單位實現GS融合分布式處理，具有融合速度塊、效率高、不受硬件資源影響的優點，可滿足當前影像快速處理、展示的急切需求。

技術領域

本發明涉及一種遙感影像融合方法，尤其涉及一種適用于分布式架構的Gram-Schmidt融合方法。

背景技術

遙感影像融合技術是信息融合的一個非常重要的分支。影像融合不是簡單的信息疊加，而是產生新的、包含更多更有價值的信息的影像。全色影像具有較高分辨率、多光譜影像包含較豐富的光譜信息，將兩者進行有效融合，可以得到既保持多光譜影像光譜特征、又保持全色圖像較高空間細節表達能力的融合影像，從而更有利于識別、分類、定位、變化檢測等實際應用。Gram-Schmidt融合方法(以下簡稱GS融合方法)是一種多光譜數據融合方法，其融合效果較好，可使空間信息明顯增強，光譜保真度較高。GS融合方法首先采用光譜重采樣方法模擬產生GS變換的第一分量，通過GS變換將高光譜圖像轉換到正交空間，再利用高空間分辨率圖像替換GS變換的第一分量，最后通過GS反變換獲得融合圖像。

目前GS融合方法中的每個步驟都需要計算對應的全局性統計信息，最終通過之前的中間結果及統計信息，獲得最終的融合結果。此外，現有GS融合方法適用的常規遙感影像處理軟件均為單機版本，即影像處理軟件采用單機順序處理的方式進行融合處理。由于僅使用一臺機器的資源，導致融合速度慢、受硬件資源影響嚴重，無法滿足當前影像快速處理、展示的急切需求。

發明內容

為了解決上述技術所存在的不足之處，本發明提供了一種適用于分布式架構的Gram-Schmidt融合方法。

為了解決以上技術問題，本發明采用的技術方案是：一種適用于分布式架構的Gram-Schmidt融合方法，其整體流程為：

一、以高分辨率全色影像作為基準，按照指定分塊大小對全色影像進行分塊；

二、在分塊基礎上，向四周各擴展一行一列，保證各分塊間均存在重疊區域，降低分塊邊界的色差；

三、根據全色各分塊參數及重采樣率，反算出對應的多光譜影像分塊參數；

四、按照離中心點由近及遠的順序，依次向計算節點發送任務，使得離中心點最近的分塊被優先處理；

五、計算節點并行處理各分塊融合過程，采用分塊計算之間相互關聯累加的方式實現局部統計信息全局化，具體過程為：

第一個分塊處理完成后將該分塊的所有統計信息存成中間文件，其他后續分塊在進行融合處理時，同步訪問之前其他分塊存出的中間文件，并將之前其他分塊的統計結果加入到當前分塊的統計值中，作為當前分塊最終的統計值，參與分塊的融合處理。

進一步地，步驟五中各分塊的具體計算步驟如下：

a、將低分辨率的多光譜影像取平均值模擬全色影像灰度值；

b、訪問模擬全色數據及輸入高分辨率全色數據的統計值中間文件，查看文件是否存在；如果存在，則讀取中間文件中的其他分塊的統計信息，加入當前分塊模擬全色數據和輸入高分辨率全色數據的平均值統計和標準差統計，并追加寫入統計值中間文件；否則，僅使用當前分塊數據的灰度值進行平均值和標準差統計，并創建文件寫入統計值；

c、通過步驟b得到的統計值，調整高分辨率全色影像灰度值，生成修正全色影像；