基于非负稀疏矩阵与超球面彩色变换的图像融合方法技术

本发明专利技术提供了一种基于非负稀疏矩阵与超球面彩色变换的图像融合方法，涉及图像融合领域，本发明专利技术通过使用一种非负矩阵分解算法对全色和多光谱图像共同提取亮度分量，然后对亮度分量进行建模计算并调整，再使用超球面彩色变换对图像进行融合，得到融合结果图像，本发明专利技术利用NMF算法将全色图像和多光谱图像结合起来提取I分量，在解决光谱匹配性差的问题的同时，提高了亮度分量的提取精度，通过利用全色图像及其滤波后的图像对I分量进行调整，更好的融入了空间细节信息，最大限度地防止了光谱畸变，使得新型卫星的融合结果图像在空间细节信息融入方面和光谱特性保持方面都较现有算法有很大的提高，主观评价与客观分析结果能够达到一致。

Image fusion method based on non negative sparse matrix and hypersphere color transform

The present invention provides an image with spherical color transform fusion method based on non negative sparse matrix, the present invention relates to the field of image fusion, through the use of a non negative matrix factorization algorithm to extract the luminance component of common panchromatic and multi spectral image, then modeling calculation and the adjustment of the luminance component, and then use the image fusion hypersphere color transform, image fusion results are obtained, the invention uses NMF algorithm for multi spectral image and panchromatic image are combined to extract I components, to solve the problem of poor spectral matching at the same time, improve the extraction accuracy of the luminance component, through the use of images and panchromatic image after filtering to adjust the I component, better the details of the information, the maximum to prevent the spectral distortion, the new satellite image fusion results in spatial detail information Compared with the existing algorithms, both the subjective evaluation and the objective analysis result can be consistent.

【技术实现步骤摘要】
基于非负稀疏矩阵与超球面彩色变换的图像融合方法
本专利技术涉及图像融合领域，尤其是一种星载全色与多光谱图像融合方法。
技术介绍
近年来，搭载全色与多光谱图像传感器的卫星相继升空，全色图像与多光谱图像的融合研究随之成为卫星遥感领域一个重要而活跃的研究方向，在遥感领域里，往往需要同时具有高空间分辨率和高光谱分辨率的多光谱图像，图像融合技术就是综合全色与多光谱图像的特点与优势，利用高空间分辨率的全色图像去提高多光谱图像的空间分辨率，同时尽量保持多光谱图像的光谱特性，从而克服单一卫星传感器获取信息的局限性，获得更加详细的场景信息。2009年10月，新型地球观测卫星WorldView-2由美国DigitalGlobe公司发射升空，该新型卫星在高分辨图像上的表现非常突出：能够同时提供8波段1.84m分辨率的多光谱图像和单波段0.46m分辨率的全色图像。与前期卫星相比，如，Landsat、SPOT、IKONOS、QuickBird、THEOS、GeoEye-1等，WorldView-2卫星在高分辨图像上的突出表现集中在：图像波段数增多、分辨率更高，且光谱范围更宽、光谱划分更细，这也导致全色图像与多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于非负稀疏矩阵与超球面彩色变换的图像融合方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1.使用NMF算法提取亮度分量I首先，将全色图像PAN和八波段的多光谱图像X1,X2,...,X8按行拉直成列向量，再按公式(1)组成待分解矩阵V，即V＝[P,M1,M2,...,M8]   (1)其中，P,M1,M2,...,M8分别为全色图像PAN和多光谱图像的八个波段X1,X2,...,X8的图像矩阵按行拉直所得的对应列向量；令[P,M1,M2,...,M8]＝WH   (2)其中，W为n×r矩阵，n为矩阵W的行数，r为矩阵W的列数，H为r×9矩阵，取r＝1，则分解所得的W为一个列向量，将分解得到的列向量W中...

【技术特征摘要】
1.一种基于非负稀疏矩阵与超球面彩色变换的图像融合方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1.使用NMF算法提取亮度分量I首先，将全色图像PAN和八波段的多光谱图像X1,X2,...,X8按行拉直成列向量，再按公式(1)组成待分解矩阵V，即V＝[P,M1,M2,...,M8](1)其中，P,M1,M2,...,M8分别为全色图像PAN和多光谱图像的八个波段X1,X2,...,X8的图像矩阵按行拉直所得的对应列向量；令[P,M1,M2,...,M8]＝WH(2)其中，W为n×r矩阵，n为矩阵W的行数，r为矩阵W的列数，H为r×9矩阵，取r＝1，则分解所得的W为一个列向量，将分解得到的列向量W中的值按行依次恢复到原图像中的对应位置，构成新的图像矩阵作为I分量；步骤2.使用分量PAN及其滤波后分量PANsmooth调整I分量首先利用滤波器对全色图像PAN进行平滑滤波，得到滤波后的全色图像PANsmooth：PANsmooth＝SMOOTH(PAN)(3)其中，SMOOTH(PAN)表示对原全色图像进行平滑滤波；令P'2＝(PANsmooth)2(4)P"2＝(PAN)2(5)即用P'变量代替PANsmooth，用P"变量代替PAN；利用上述分量P'2、分...

【专利技术属性】
技术研发人员：何贵青，邢思远，夏召强，冯晓毅，李会方，谢红梅，吴俊，蒋晓悦，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61