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多源遥感图像融合及其应用研究

作　者: 苏志渊
导　师: 普杰信
学　校: 河南科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 图像融合 NSCT变换物理特征 HIS变换
分类号: TP751
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 124次
引　用: 1次
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内容摘要

随着传感器技术、计算机技术和信息技术的飞速发展,图像融合技术已经成为图像理解、计算机视觉等领域的一个研究热点,在军事、遥感、自动目标识别、计算机视觉和医学图像处理等领域取得了广泛的应用。本文以高分辨率全色图像(PAN)和低分辨率多光谱图像(MS)的融合为研究对象,并以小波变换、Contourlet变换和非下采样Contourlet变换(NSCT)等多分辨率分析理论为基础,围绕遥感图像融合中存在的突出问题展开研究:一是遥感图像的多分辨率分析方法的选取,以尽可能表征待融合图像的细节信息;二是融合算子的选取,以通过较合理的选择最大可能的保持原始多光谱图像光谱信息,并提高融合图像的空间细节信息;三最优质量评价模型的建立以及稳健的融合算法的研究。整个研究内容体现了目前遥感图像融合研究的难点和重点。结合小波变换和HIS变换的优点,建立最优的遥感图像融合算法以同时提高融合图像的光谱信息和空间细节信息。其低频子带系数采用了一种基于PAN图像与MS图像物理特征的“加权平均”的系数选择方案,高频子带系数采用区域特性选择的融合规则。实验中将本论文的融合算子以及绝对值取大、直接替代等融合算子进行了融合的分析比较,结果表明本论文提出的融合算法可以更好的均衡融合图像中的光谱信息质量和空间信息质量。提出一种基于NSCT变换和HIS变换相结合的多源遥感图像融合算法,并采用NSCT变换来研究多种平台遥感图像融合算法及其运算复杂性分析。实验结果表明,将HIS变换与NSCT相结合有效的减少了遥感图像融合运算所耗时间,另外与Contourlet相比,该算法还有效地减少了融合图像的光谱扭曲,提高了融合图像的视觉效果。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第1章绪论  7-13
  1.1 多源遥感图像融合的研究背景及意义  7-8
  1.2 多源遥感图像融合的发展及国内外研究现状  8-11
  1.3 本文的研究内容  11-12
  1.4 论文的组织结构  12-13
第2章遥感图像融合基本方法分析及效果综合评价  13-29
  2.1 遥感图像的信息特征  13-15
    2.1.1 遥感图像的波谱信息  13
    2.1.2 遥感图像的时间信息  13-14
    2.1.3 遥感图像的空间信息  14-15
  2.2 遥感图像的融合过程  15
  2.3 遥感图像融合层次  15-19
    2.3.1 像素级图像融合  16-17
    2.3.2 特征级图像融合  17-18
    2.3.3 决策级图像融合  18-19
  2.4 基于多分辨率分析的遥感图像融合  19-22
    2.4.1 传统的遥感图像融合方法研究  19-22
    2.4.2 基于多分辨率分析的遥感图像融合方法  22
  2.5 遥感图像的多分辨率系数融合规则  22-23
    2.5.1 低频系数融合规则  23
    2.5.2 高频系数融合规则  23
  2.6 遥感图像融合性能的综合评价  23-28
    2.6.1 遥感图像融合效果的主观评价  24
    2.6.2 遥感图像融合效果的客观评价  24-27
    2.6.3 选取评价指标的原则  27-28
  2.7 本章小结  28-29
第3章基于小波变换的遥感图像融合方法  29-37
  3.1 小波变换  29-30
  3.2 基于小波变换的融合策略  30-31
  3.3 实验源图像及其实验步骤  31-33
  3.4 实验结果及其性能评价  33-35
  3.5 本章小结  35-37
第4章基于非下采样 Contourlet 变换的遥感图像融合方法  37-52
  4.1 Contourlet 变换  37-41
    4.1.1 多尺度几何分析  37-39
    4.1.2 拉普拉斯金字塔式分解  39-40
    4.1.3 方向滤波器组  40-41
  4.2 非下采样Contourlet 变换  41-48
    4.2.1 非下采样Contourlet 变换的构造  41-42
    4.2.2 非下采样Contourlet 变换滤波器设计与实现  42-44
    4.2.3 非下采样Contourlet 变换分解与重构算法实现  44-48
  4.3 实验步骤  48-49
  4.4 实验结果及性能评价  49-51
  4.5 本章小结  51-52
第5章算法融合性能及计算复杂性分析  52-64
  5.1 SAR 与TM 遥感图像融合实验  52-58
    5.1.1 SAR 遥感图像特性分析  52-54
    5.1.2 TM 遥感图像特性分析  54-55
    5.1.3 融合结果及性能评价  55-58
  5.2 SPOT 与TM 遥感图像融合实验  58-62
    5.2.1 SPOT 遥感图像特性分析  59
    5.2.2 融合结果及性能评价  59-62
  5.3 计算复杂性讨论  62-63
  5.4 本章小结  63-64
第6章结论及展望  64-66
  6.1 结论  64-65
  6.2 展望  65-66
参考文献  66-71
致谢  71-72
攻读硕士学位期间的研究成果  72

多源遥感图像融合及其应用研究

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