基于多相位小波变换和MTFC的真彩色图像融合方法技术

一种基于多相位小波变换和MTFC的真彩色图像融合方法，包括将彩色影像从RGB色彩空间转换到IHS色彩空间；将彩色图像的亮度分量以及全色影像分别采用两种初始相位参数I、II进行小波分解；根据自适应融合准则，对彩色图像的亮度分量以及全色影像采用初始相位参数I进行小波分解的结果进行融合处理，对彩色图像的亮度分量以及全色影像采用初始相位参数II进行小波分解的结果进行融合处理；进行灰度畸变替换处理；基于MTFC复原方法，对经过去畸变处理的亮度成分进行影像复原处理，得到复原后的亮度分量；对复原后的亮度分量以及彩色影像的色度分量与饱和度分量进行IHS反变换，获取融合后的影像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于遥感影像处理领域，涉及一种基于多相位小波变换和MTFC（调制传递函数补偿）的真彩色图像融合方法。
技术介绍
目前，遥感卫星能够通过不同的传感器和传输通道分别获取全色影像和真彩色影像用于影像解译和目标识别。其中，两种影像所包含的信息各不相同，各有优势与不足，全色影像包含高空间分辨率信息，但是却不包含色彩信息，真彩色影像包含色彩信息，但是却不包含高空间分辨率信息。影像融合作为遥感影像处理的一类方法，其作用就是将全色影像和真彩色影像中的有用信息融入到一张影像当中，增加地物判读的信息量，从而提高目标识别和影像解译的精度。在各式融合方法中，IHS融合方法由于运算简单，速度快，因此被广泛运用于影像融合的实际生产当中。随着卫星载荷技术的发展，全色相机和多光谱相机的光谱耦合度变得越来越低，导致相同地物在全色影像和多光谱影像中的相关性有所降低，在这种情况下，采用传统的IHS融合方法会引入光谱畸变。为了解决这个问题，有学者提出将多尺度变换，如小波变换引入到影像融合当中，并进一步发展成了两种方法联合使用的新的融合方式。这类方法虽然能够在一定程度上抑制IHS融合方法带来的光谱畸变，但是并没有更好的去消除这类畸变的存在，另外方法本身没有考虑到小波变换可能会带来的灰度畸变以及在融合过程中存在的细节信息丢失的问题，因此有必要研究新的多尺度融合模型来提升真彩色图像融合结果的质量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是，针对现有的IHS融合方法与小波融合方法融合结果存在光谱畸变以及灰度畸变的现象，提供一种有效的基于多相位小波变换和MTFC的真彩色图像融合方法。本专利技术的技术方案为基于多相位小波变换和MTFC的真彩色图像融合方法，包括以下步骤：步骤1，将彩色影像从RGB色彩空间转换到IHS色彩空间，得到彩色图像的亮度分量、色度分量与饱和度分量；步骤2，将彩色图像的亮度分量以及全色影像分别采用两种初始相位参数I、II进行小波分解；步骤3，根据自适应融合准则，对彩色图像的亮度分量以及全色影像采用初始相位参数I进行小波分解的结果进行融合处理，对彩色图像的亮度分量以及全色影像采用初始相位参数II进行小波分解的结果进行融合处理，分别获得相应融合后的亮度分量；步骤4，根据初始相位参数I、II分别相应的融合后的亮度分量进行灰度畸变替换处理，得到经过去畸变处理的亮度成分；步骤5，基于MTFC复原方法，对经过去畸变处理的亮度成分进行影像复原处理，得到复原后的亮度分量；步骤6，对步骤5所得复原后的亮度分量以及步骤1所得彩色影像的色度分量与饱和度分量进行IHS反变换，获取融合后的影像。而且，设步骤2经过小波分解后图像包含四个部分，LL部分为近似的降采样影像，LH、HH、HL分别表示0°、45°、90°方向的纹理细节变化频率，所述自适应融合准则如下式，f=C(x,y)×fA(x,y)+(1-C(x,y))×fB(x,y)........fA(x,y)≥fB(x,y),(x,y)∈LLf=C(x,y)×fB(x,y)+(1-C(x,y))×fA(x,y)........fA(x,y)<fB(x,y),(x,y)∈LLf=fA(x,y)........fA(x,y)≥fB(x,y),(x,y)∈LH,HL,HHf=fB(x,y)........fA(x,y)<fB(x,y),(x,y)∈LH,HL,HH]]>C(x,y)=1-e-1|fA(x,y)-fB(x,y)|]]>其中，f为融合结果，C(x,y)表示权重，fA(x,y)和fB(x,y)分别表示全色影像以及彩色影像亮度成分的小波系数，(x,y)表示像素在影像中的位置。而且，步骤4中，根据初始相位参数I、II分别相应的融合后的亮度分量进行灰度畸变替换处理，在替换强的灰度畸变成分前根据下式进行定位，rate=Σi=1lΣx=0,y=0x=M-1,y=N(Ii(x+1,y)-Ii(x,y))]]>其中，l是波段号，Ii(x,y)表示像素位置在(x,y)处的灰度值，M和N表示图像的宽和高。本专利技术对现有技术问题提出了一种基于多相位小波变换和MTFC的真彩色图像融合方法。由于现有方法的融合准则存在不足，导致融合结果中依旧存在有一定程度的光谱畸变，同时现有方法没有考虑到小波变换用于融合当中可能会引起的灰度畸变，融合过程中必然会存在的细节信息丢失等问题，导致融合后的影像质量存在一个较大的提升空间。本文方法引入改进的自然对数组成的自适应融合准则，能够在现有方法基础上更好的抑制光谱畸变，同时本文方法采用多相位的模式来抑制小波变换可能带来的灰度畸变，并在融合后采用MTFC影像复原方法来弥补影像融合过程中的细节信息损失，使融合后影像的质量能够得到提升。附图说明图1为本专利技术实施例的融合方法流程图。图2为本专利技术实施例的MTFC复原方法流程图。具体实施方式本专利技术技术方案可采用计算机软件技术实现自动运行流程，以下结合附图和实施例详细说明本专利技术技术方案。参见图1，实施例的流程可以分为以下6个步骤：步骤1，将彩色影像从RGB色彩空间转换到IHS色彩空间，得到彩色图像的亮度分量、色度分量与饱和度分量。具体实施时，使用的转换公式如下所示：其中R，G，B表示24位量化的彩色影像中像素在三个波段（红、绿、蓝）中的灰度值，I，H，S表示亮度、色度、饱和度；min()表示取小运算。中间参数的定义如下：步骤2，将彩色图像的亮度分量以及全色影像分别采用两种初始相位参数I、II进行小波分解。如图1所示，波段一、波段二、波段三分别表示原始彩色影像的R、G、B三个通道数据，通过HIS正变换后得到亮度、色度、饱和度分量，对亮度分量以及全色影像同时进行小波分解。相位I以及相位II表示引入小波分解时所使用的两种不同初始相位参数。分解后的图像包含四个部分，LL部分为近似的降采样影像，LH、HH、HL分别表示0°、45°、90°方向的纹理细节变化频率。其中，亮度分量进行相位I小波分解后，得到的四个部分记为LH1I、LL1I、HH1I、HL1I，亮度分量进行相位II小波分解后，得到的四个部分记为LH2I、LL2I、HH2I、HL2I，全色影像进行相位I小波分解后，得到的四个部分记为LH1P、LL1P、HH1P、HL1P，全色影像进行相位II小波分解后，得到的四个部分记为LH2P、L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多相位小波变换和MTFC的真彩色图像融合方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将彩色影像从RGB色彩空间转换到IHS色彩空间，得到彩色图像的亮度分量、色度分量与饱和度分量；步骤2，将彩色图像的亮度分量以及全色影像分别采用两种初始相位参数I、II进行小波分解；步骤3，根据自适应融合准则，对彩色图像的亮度分量以及全色影像采用初始相位参数I进行小波分解的结果进行融合处理，对彩色图像的亮度分量以及全色影像采用初始相位参数II进行小波分解的结果进行融合处理，分别获得相应融合后的亮度分量；步骤4，根据初始相位参数I、II分别相应的融合后的亮度分量进行灰度畸变替换处理，得到经过去畸变处理的亮度成分；步骤5，基于MTFC复原方法，对经过去畸变处理的亮度成分进行影像复原处理，得到复原后的亮度分量；步骤6，对步骤5所得复原后的亮度分量以及步骤1所得彩色影像的色度分量与饱和度分量进行IHS反变换，获取融合后的影像。

【技术特征摘要】
1.一种基于多相位小波变换和MTFC的真彩色图像融合方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将彩色影像从RGB色彩空间转换到IHS色彩空间，得到彩色图像的亮度分量、
色度分量与饱和度分量；
步骤2，将彩色图像的亮度分量以及全色影像分别采用两种初始相位参数I、II进行小波
分解；
步骤3，根据自适应融合准则，对彩色图像的亮度分量以及全色影像采用初始相位参数I
进行小波分解的结果进行融合处理，对彩色图像的亮度分量以及全色影像采用初始相位参数
II进行小波分解的结果进行融合处理，分别获得相应融合后的亮度分量；
步骤4，根据初始相位参数I、II分别相应的融合后的亮度分量进行灰度畸变替换处理，
得到经过去畸变处理的亮度成分；
步骤5，基于MTFC复原方法，对经过去畸变处理的亮度成分进行影像复原处理，得到
复原后的亮度分量；
步骤6，对步骤5所得复原后的亮度分量以及步骤1所得彩色影像的色度分量与饱和度
分量进行IHS反变换，获取融合后的影像。
2.如权利要求1所述基于多相位小波变换和MTFC的真彩色图像融合方法，其特征在于：设
步骤2经过小波分解后图像包含四个部分，LL部分为近似的降采样影像，LH、HH、HL分
别表示0°、45°、90°方向的纹理细节变化频率，
所述自适应融合准则如下式，
f=C(x,y)×fA(x,y)+(1-C(x,y))...

【专利技术属性】
技术研发人员：王密，张柄先，潘俊，李德仁，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42