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基于Curvelet变换的遥感影像融合研究与实现

作　者: 杨然
导　师: 洪金益
学　校: 中南大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 影像融合 Curvelet变换 空间分辨率 光谱信息
分类号: TP751
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 166次
引　用: 1次
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内容摘要


多光谱遥感影像和全色影像的融合在遥感领域的各种应用中是非常有用的技术。近来,一些研究显示,基于小波理论的融合方法能保留丰富的光谱信息,但是这种方法得到的融合图像的空间分辨率低于Brovey、IHS和PCA融合方法。在二维图像情况下,图像空间细节信息的优劣取决于边缘表达,所以增强图像的边缘特性就是一种提高图像空间分辨率的有效的方法。本文中我们介绍了一种新的基于Curvelet变换的融合方法,这种方法恰恰如此,它比小波变换能更好的表达图像的边缘特性,在融合过程中又采用了小波变换方法的技术,所以在光谱信息和空间细节方面同时提供了丰富的信息。本文采用的数据源是黄南洲的Landsat ETM+多光谱影像数据和SPOT全色影像数据,我们从原数据中选取了四幅具有显著地理特征的试验区进行实验,并采用了多种融合方法进行影像融合。首先根据得到的实验结果进行视觉分析。从融合图像上可以看出,基于小波系列的融合方法保留了原多光谱图像的光谱信息,有高光谱分辨率,IHS变换方法就有一定的光谱失真,但IHS融合图像相对小波融合图像有更高的空间分辨率。Curvelet变换在图像融合的应用中克服了这些问题,它能更好的表达全色图像的边缘信息,所以Curvelet融合图像同时具有高光谱分辨率和高空间分辨率。同时也用信息熵,相关系数等等参数对实验结果进行了质量评价这些参数都反映了融合图像的质量,得到的结论就是,在ETM+多光谱影像和SPOT全色影像融合上,新方法要优于小波方法和IHS方法,得到了表达更好的融合图像。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章 前言  10-17
  1.1 研究背景和选题依据  10-11
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  11-14
    1.2.1 国内研究现状  12-13
    1.2.2 国外研究现状  13
    1.2.3 面临的问题及发展趋势  13-14
  1.3 研究的目的和意义  14-15
    1.3.1 研究目的  14
    1.3.2 研究的意义  14-15
  1.4 研究的主要内容和方法  15-17
    1.4.1 研究内容  15
    1.4.2 研究方法  15-17
第二章 多源遥感数据及融合介绍  17-25
  2.1 多源遥感数据的特点  17
  2.2 多源遥感数据融合的结构  17-18
  2.3 多源遥感数据融合的过程  18
  2.4 遥感影像融合层次  18-19
    2.4.1 像元级影像融合  19
    2.4.2 特征级融合  19
    2.4.3 分类级(决策级)融合  19
  2.5 常用融合方法  19-25
    2.5.1 IHS变换融合方法  19-21
    2.5.2 主成分变换融合方法  21
    2.5.3 小波变换图像融合  21-23
    2.5.4 神经网络方法  23-24
    2.5.5 D-S算法  24-25
第三章 Curvelet变换影像融合  25-35
  3.1 Curvelet变换理论及融合步骤和流程  25-26
  3.2 融合中所采用的图像变换和技术  26-35
    3.2.1 小波变换  26-28
    3.2.2 A trous算法  28-30
    3.2.3 Radon变换  30
    3.2.4 Ridgelet变换  30-32
    3.2.5 Curvelet变换  32-34
    3.2.6 阈值去噪  34-35
第四章 Curvelet变换在黄南洲遥感影像融合中的应用  35-58
  4.1 数据源介绍  35-37
  4.2 实验中所用软件介绍  37-41
    4.2.1 matlab简介  37-39
    4.2.2 matlab函数和接口  39-40
    4.2.3 matlab工具包  40-41
    4.2.4 ENVI和PCI软件  41
  4.3 图像预处理  41-51
    4.3.1 图像校正  41-43
    4.3.2 图像镶嵌  43-44
    4.3.3 图像裁剪  44-46
    4.3.4 图像重采样  46-48
    4.3.5 选取影像试验区  48-49
    4.3.6 试验区彩色合成  49-51
  4.4 影像变换和融合  51-58
第五章 融合效果评价  58-66
  5.1 融合图像定性评价  58-63
  5.2 融合图像定量评价  63-66
    5.2.1 空间分辨率的评价  63-64
    5.2.2 光谱分辨率的评价  64-66
第六章 结论  66-71
  6.1 主要成果与认识  66-67
  6.2 存在的问题  67-68
  6.3 后续研究  68-69
    6.3.1 Contourlet变换和Wedgelet理论  68-69
    6.3.2 影像镶嵌中拼接缝的消除问题  69
  6.4 展望  69-71
参考文献  71-77
致谢  77-78
攻读学位期间主要的研究成果  78

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 遥感技术 > 遥感图像的解译、识别与处理 > 图像处理方法
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