[發(fā)明專利]一種整體二代Bandelet變換的多光譜和全色圖像融合方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811110834.2
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109215008A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱衛(wèi)東;欒奎峰;邱振戈;沈蔚;張進(jìn);李鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海洋大學(xué)
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T7/90
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• 代理人: 暫無信息

1.一種整體二代Bandelet變換的多光譜和全色圖像融合方法，其特征在于，

步驟1：對多光譜圖像進(jìn)行IHS變換，得到I、H、S三個(gè)分量；RGB表色系統(tǒng)中R、G、B分別代表紅色、綠色、藍(lán)色三種基色，并認(rèn)為所有的顏色都是三種基色按照不同比例混合而成，IHS系統(tǒng)則是根據(jù)人類視覺對顏色的認(rèn)識(shí)而設(shè)計(jì)的三個(gè)特征：亮度I、色調(diào)H、飽和度S；V₁、V₂分別為RGB立方體沿對角線垂直豎立后的方向分量。

(1)線性轉(zhuǎn)換公式：

公式(1.1)、(1.2)是RGB→IHS正轉(zhuǎn)換的線性數(shù)學(xué)模型：

(1.1)

(1.2)

(2)非線性轉(zhuǎn)換公式：

RGB→IHS正轉(zhuǎn)換的非線性數(shù)學(xué)模型:

(1.3)

先從多光譜的八個(gè)波段中選取三個(gè)波段，這三個(gè)波段定義為RGB三個(gè)波段，然后進(jìn)行IHS的正變換，將其轉(zhuǎn)換為IHS三個(gè)分量；

步驟2：分別對亮度分量I和全色圖像進(jìn)行二代Bandelet變換，獲取每一個(gè)波段圖像的Bandelet系數(shù)Cj(i)和幾何流Gj(i)；二代Bandelet分解層數(shù)同于NSCT的分解層數(shù)，分解層數(shù)均為3層。

對原圖像進(jìn)行二維正交小波變換，假定原圖像為f(x，y)，用二維尺度方程φ和ψ，沿著x和y方向先后進(jìn)行分解，得到平滑逼近和細(xì)節(jié)的部分，然后分解對角高頻信息，二維正交小波分解的公式如下：

生成了一個(gè)近似的低頻子帶f_k(i,j)和三個(gè)高頻子帶式子中h、g分別是二維尺度方程ψ(x)對應(yīng)的濾波器系數(shù)矩陣，分別是水平、垂直、對角方向的子帶；

步驟3：對幾何流采用絕對值最大規(guī)則，Bandelet高頻系數(shù)按照區(qū)域3×3窗口的空間頻率絕對值最大原則選取，低頻采用平均值原則：

為計(jì)算幾何流，先在Bandelet塊內(nèi)進(jìn)行角度的采樣，假設(shè)塊尺寸大小為L×L，那么將圓周角[0,π)等角度離散為L^2-1個(gè)，即可能的取值為：

構(gòu)造一個(gè)與子帶同樣大小網(wǎng)格點(diǎn)，子帶大小L×L，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)在采樣角度上的正交投影誤差：

t＝-sin(θ)×X(i)+cos(θ)×Y(j) (3.2)

計(jì)算幾何流是通過最小化Lagrange系數(shù)獲取的，Lagrange系數(shù)表達(dá)系數(shù)的表達(dá)式：表示步驟2中曲波變換所得的一維小波系數(shù)進(jìn)行量化后所得的量化系數(shù)，是重構(gòu)的一維信號；

計(jì)算各采樣角度的Lagrange系數(shù)，獲得最小Lagrange系數(shù)的采樣角度即為最優(yōu)幾何正則方向，也就是要進(jìn)行融合變換的最佳幾何流Gj(i)；

步驟4：利用新的Bandelet系數(shù)CF(i)和幾何流GF(i)，進(jìn)行二代Bandelet逆變換，重構(gòu)亮度分量Inew：

根據(jù)幾何流方向，按照小波系數(shù)的排序方式，實(shí)現(xiàn)一維小波變換的逆變換和排序，恢復(fù)原來的二維小波系數(shù)，二維小波變換與Bandelet化結(jié)合在一起，稱為第二代Bandelet變換，二維小波變換系數(shù)經(jīng)Bandelet化之后，稱為Bandelet系數(shù)；

步驟5：對Inew、H、S進(jìn)行IHS逆變換，得到融合圖像，

IHS→RGB逆轉(zhuǎn)換的線性數(shù)學(xué)模型，見公式(5.1)：

(5.1)

IHS→RGB逆轉(zhuǎn)換的線性數(shù)學(xué)模型，見公式(5.2)：

如果H≥0并且H<2π/3

(5.2)

如果4π/3＞H≥2π/3

(5.3)

如果2π＞H≥4π/3

(5.4)