[發明專利]一種基于區域引導的多源圖像融合方法

有效

• 申請號: 201910402351.8
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110111259B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 裴季方;鄭莉;張永超;張寅;黃鈺林;郭德明;楊建宇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

1.一種基于區域引導的多源圖像融合方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取SAR圖像和光學圖像，并根據所述SAR圖像和光學圖像在非下采樣輪廓波變換中配置同樣的分解尺度數量和分解方向數量；

S2、基于IHS變換將所述光學圖像從RGB空間轉換為IHS空間，得到I、H、S分量，提取所述光學圖像的I分量得到灰度圖像I_opt；

具體包括：

利用IHS三角變換公式將所述光學圖像從RGB空間轉換為IHS空間

I＝(R+G+B)/3

S＝1-min(R+B+G)/I

其中，R、G、B分別表示所述光學圖像的紅、綠、藍分量，I、H、S分別表示所述光學圖像的亮度、色調、飽和度分量；

提取所述光學圖像的I分量，得到灰度圖像I_opt；

S3、對所述SAR圖像和光學圖像的灰度圖像I_opt分別采用非下采樣輪廓波變換進行多尺度和多方向分解，獲取到SAR圖像的低頻子帶圖像L_SAR和高頻子帶圖像H_SAR1,H_SAR2,...,H_SARn以及光學圖像的低頻子帶圖像L_opt和高頻子帶圖像H_opt1,H_opt2,...,H_optn；

S4、確定分解得到的低頻子帶圖像L_SAR和L_opt的融合權重，進行加權平均融合，得到融合圖像的低頻子圖L_F；

所述步驟S4包括：

對分解得到的低頻子帶圖像L_SAR和L_opt，根據自適應模糊邏輯規則計算融合權重，L_SAR和L_opt的加權系數分別為

n_b(x,y)＝1-n_t(x,y)

其中，L(x,y)表示低頻子帶圖像在坐標位置(x,y)的系數，μ為低頻子帶圖像的均值，δ為低頻子帶圖像的方差，k＝1.5；融合得到融合圖像的低頻子圖L_F

L_F(x,y)＝n_t(x,y)L_SAR(x,y)+n_b(x,y)L_opt(x,y)；

S5、對高頻子帶圖像H_SAR1,H_SAR2,...,H_SARn和H_opt1,H_opt2,...,H_optn根據區域引導規則對同一分解層次的子圖分別進行融合，得到融合圖像的高頻子圖H_F1,H_F2,...,H_Fn；

所述步驟S5包括：

所述SAR圖像基于非下采樣輪廓波變換得到n張多尺度多方向頻域子圖H_SAR1,H_SAR2,...,H_SARn，計算每張子圖中每個系數的區域標準方差并得到n張區域方差子圖δ₁,δ₂,...,δ_n，計算所有方差子圖中對應點的均值，得到均值方差圖計算均值方差圖S的均值μ(S)和標準方差δ(S)，根據所述均值方差圖S的均值和標準差設置閾值T₁＝σ(S)/2和T₂＝μ(S)+σ(S)，根據閾值T₁和T₂將所述SAR圖像分類為高亮區、平滑區、紋理區三個區域；均值方差圖的系數大于T₂的點屬于高亮區，均值方差圖小于T₁的點屬于平滑區，介于T₁和T₂之間的點屬于紋理區；

計算兩幅高頻子圖相應分解層上對應局部區域的匹配度M

其中，w(x',y')表示加權系數，H_SAR和H_opt分別表示相應分解層上SAR和光學圖像的高頻系數，E_SAR和E_opt分別表示相應分解層上SAR和光學圖像系數的區域能量值，計算公式分別為

其中，l×p定義區域大小；

設置匹配度閾值T，若高頻系數的匹配度小于T，遵循選取能量值大的高頻系數原則

其中，H_F(x,y)、H_SAR(x,y)、H_opt(x,y)分別表示相應分解層上融合圖像、SAR圖像、光學圖像在坐標位置(x,y)的高頻系數，Q表示紋理區域；

若高頻系數的匹配度大于T，采用加權平均的微調方式，w_S＝1-w_l，

S6、對得到的融合圖像的低頻子圖L_F和高頻子圖H_F1,H_F2,...,H_Fn進行非下采樣輪廓波逆變換，生成灰度融合圖像I_new；

S7、根據IHS逆變換，將I_new、H、S轉換為融合圖像。

2.如權利要求1所述的基于區域引導的多源圖像融合方法，其特征在于，所述非下采樣輪廓波變換中的多尺度濾波器和多方向濾波器分別配置為金字塔濾波器maxflat和方向濾波器dmaxflat7。