一种遥感图像融合的方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种遥感图像融合的方法及装置，该方法包括：分别将待融合的高分辨率全色图像和低分辨率多光谱图像进行转换得到转换后的全色图像和多光谱图像；将转换后的多光谱图像进行重采样，得到采样后的多光谱图像，根据预设的光谱响应函数确定采样后的多光谱图像中各个波段的权重系数，根据权重系数构建模拟低分辨率全色图像；将全色图像与模拟低分辨全色图像进行直方图匹配得到匹配后的全色图像，确定模拟低分辨率全色图像的方差以及与转换后的多光谱图像的协方差，根据方差以及协方差确定空间细节调制参数；根据转换后的多光谱图像以及空间细节调制参数得到融合后的图像。本申请融合后的遥感图像光谱和空间细节保持俱佳，融合运算速度快，适合工程化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种遥感图像融合的方法及装置
本申请涉及遥感图像融合
，尤其涉及一种遥感图像融合的方法及装置。
技术介绍
对于亚米级别的光学遥感卫星一般都带有一个高分辨率的全色相机和一个低分辨率的多光谱相机。遥感图像融合是指整合全色图像的空间细节信息和多光谱图像的光谱信息生成一个高分辨率多光谱图像。大量的遥感应用既需要高空间分辨率，也需要高光谱分辨率的图像，因此遥感图像融合极大程度扩展了单个全色或多光谱图像的应用潜力。空间分辨率、光谱分辨率和信噪比之间的均衡，星上存储和下传速率的限制等技术原因使得光学遥感卫星一般不直接采集高分辨多光谱图像。由于以上限制，遥感图像融合是解决提供高分辨率多光谱图像的最有效途径。目前，常用的遥感图像融合方法为分量替换方法，分量替换方法的过程为，首先通过线性变换将多光谱图像从光谱空间转换到其它特征空间，然后将全色图像的空间信息替换特征空间的某个分量，最后逆变换回光谱空间得到融合后的遥感图像，当将全色图像的空间信息替换特征空间的某个分量时，不仅存在空间信息的叠加，还存在光谱信息的叠加，容易导致融合后的遥感图像出现光谱扭曲，进而使得融合后的图像相对于原始多光谱图像易出现光谱畸变，光谱保持较差。
技术实现思路
本申请解决的技术问题是：针对融合后的图像相对于原始多光谱图像易出现光谱畸变，光谱保持较差的问题，本申请提供了一种遥感图像融合的方法及装置，本申请实施例所提供的方案中，根据模拟低分辨率全色图像的方差以及模拟低分辨率全色图像与转换后的多光谱图像的协方差确定空间细节调制参数，即剔除了全色图像中的光谱信息，再根据空间细节调制参数进行遥感图像融合，避免将全色图像中的光谱信息直接引入到多光谱图像中，导致融合后的遥感图像出现明显光谱扭曲，进而提高了融合后的遥感图像质量。第一方面，本申请实施例提供一种遥感图像融合的方法，该方法包括：分别将待融合的高分辨率全色图像和低分辨率多光谱图像中的像元值转换为物理辐射亮度值，得到转换后的全色图像和转换后的多光谱图像；将所述转换后的多光谱图像进行重采样，得到采样后的多光谱图像，根据预设的光谱响应函数确定所述采样后的多光谱图像中各个波段的权重系数，根据所述权重系数构建模拟低分辨率全色图像，其中，所述采样后的多光谱图像与所述全色图像的分辨率相同；将所述转换后的全色图像与所述模拟低分辨全色图像进行直方图匹配得到匹配后的全色图像，确定所述模拟低分辨率全色图像的方差以及与所述转换后的多光谱图像的协方差，根据所述方差以及所述协方差确定空间细节调制参数；根据所述转换后的多光谱图像、所述模拟低分辨率全色图像、所述匹配后的全色图像以及所述空间细节调制参数得到融合后的图像。本申请实施例所提供的方案中，分别将待融合的高分辨率全色图像和低分辨率多光谱图像中的像元值转换为物理辐射亮度值，得到转换后的全色图像和转换后的多光谱图像，然后将所述转换后的多光谱图像进行重采样，得到采样后的多光谱图像，根据预设的光谱响应函数确定所述采样后的多光谱图像中各个波段的权重系数，根据所述权重系数构建模拟低分辨率全色图像，然后将所述转换后的全色图像与所述模拟低分辨全色图像进行直方图匹配得到匹配后的全色图像，确定所述模拟低分辨率全色图像的方差以及与所述转换后的多光谱图像的协方差，根据所述方差以及所述协方差确定空间细节调制参数，再根据所述转换后的多光谱图像、所述模拟低分辨率全色图像、所述匹配后的全色图像以及所述空间细节调制参数得到融合后的图像。因此，本申请实施例所提供的方案中，根据模拟低分辨率全色图像的方差以及模拟低分辨率全色图像与转换后的多光谱图像的协方差确定空间细节调制参数，即剔除了全色图像中的光谱信息，再根据空间细节调制参数进行遥感图像融合，避免将全色图像中的光谱信息引入到多光谱图像中，导致融合后的遥感图像中光谱扭曲，进而提高了融合后的遥感图像质量。可选地，分别将待融合的高分辨率全色图像和低分辨率多光谱图像中的像元值转换为物理辐射亮度值，包括：通过如下公式将像元值转换为物理辐射亮度值：L＝Gain*DN+Bias其中，L表示每个像元的辐射亮度；Gain表示辐射定标系数增益；DN表示采样后的像元的灰度值；Bias表示辐射定标系数偏移量。可选地，根据预设的光谱响应函数确定所述采样后的多光谱图像中各个波段的权重系数，包括：根据预设的光谱响应函数计算多光谱传感器和全色传感器对光子探测事件单独发生的概率以及事件同时发生的概率；根据所述事件同时发生的概率以及所述事件单独发生的概率计算事件发生的条件概率，并根据所述条件概率计算任一所述波段的权重系数。可选地，根据所述条件概率计算任一所述波段的权重系数，包括：根据如下公式计算所述任一波段的权重系数：其中，ci表示所述采样后的多光谱图像中第i个波段的权重系数；P(p|mi)表示事件mi已发生的情况下事件p发生的概率，事件mi是指全色传感器对光子探测事件，事件p是指多光谱传感器对光子探测事件。可选地，根据所述权重系数构建模拟低分辨率全色图像，包括：通过如下公式构建模拟低分辨率全色图像：Isyn＝∑(ci·Bi)其中，Isyn表示所述模拟低分辨率全色图像；Bi表示所述采样后的多光谱图像中第i波段的图像。可选地，根据所述方差以及所述协方差确定空间细节调制参数，包括：通过如下公式确定所述空间细节调制参数：其中，wi表示所述采样后的多光谱图像中第i波段的图像的空间细节调制参数；cov(Isyn,Bi)表示所述模拟低分辨率全色图像与所述采样后的多光谱图像中第i波段的图像的协方差；var(Isyn)表示所述模拟低分辨率全色图像的方差。可选地，根据所述转换后的多光谱图像、所述模拟低分辨率全色图像、所述匹配后的全色图像以及所述空间细节调制参数得到融合后的图像，包括：根据如下公式得到融合后的图像：HRM＝LRMr+W(Ipan-Isyn)其中，HRM表示融合后的图像；LRMr表示所述采样后的多光谱图像；Ipan表示所述匹配后的全色图像；W表示多光谱图像中所有波段的空间细节调制参数之和，W＝∑wi。第二方面，本申请实施例提供了一种遥感图像融合的装置，该装置包括：转换单，用于分别将待融合的高分辨率全色图像和低分辨率多光谱图像中的像元值转换为物理辐射亮度值，得到转换后的全色图像和转换后的多光谱图像；第一确定单元，用于将所述转换后的多光谱图像进行重采样，得到采样后的多光谱图像，根据预设的光谱响应函数确定所述采样后的多光谱图像中各个波段的权重系数，根据所述权重系数构建模拟低分辨率全色图像，其中，所述采样后的多光谱图像与所述全色图像的分辨率相同；第二确定单元，用于将所述转换后的全色图像与所述模拟低分辨全色图像进行直方图匹配得到匹配后的全色图像，确定所述模拟低分辨率全色图像的方差以及与所述转换后的多光谱图像的协方差，根据所述方差以及所述协方差确定空间细节调制参数；处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种遥感图像融合的方法，其特征在于，包括：/n分别将待融合的高分辨率全色图像和低分辨率多光谱图像中的像元值转换为物理辐射亮度值，得到转换后的全色图像和转换后的多光谱图像；/n将所述转换后的多光谱图像进行重采样，得到采样后的多光谱图像，根据预设的光谱响应函数确定所述采样后的多光谱图像中各个波段的权重系数，根据所述权重系数构建模拟低分辨率全色图像，其中，所述采样后的多光谱图像与所述全色图像的分辨率相同；/n将所述转换后的全色图像与所述模拟低分辨全色图像进行直方图匹配得到匹配后的全色图像，确定所述模拟低分辨率全色图像的方差以及与所述转换后的多光谱图像的协方差，根据所述方差以及所述协方差确定空间细节调制参数；/n根据所述转换后的多光谱图像、所述模拟低分辨率全色图像、所述匹配后的全色图像以及所述空间细节调制参数得到融合后的图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种遥感图像融合的方法，其特征在于，包括：
分别将待融合的高分辨率全色图像和低分辨率多光谱图像中的像元值转换为物理辐射亮度值，得到转换后的全色图像和转换后的多光谱图像；
将所述转换后的多光谱图像进行重采样，得到采样后的多光谱图像，根据预设的光谱响应函数确定所述采样后的多光谱图像中各个波段的权重系数，根据所述权重系数构建模拟低分辨率全色图像，其中，所述采样后的多光谱图像与所述全色图像的分辨率相同；
将所述转换后的全色图像与所述模拟低分辨全色图像进行直方图匹配得到匹配后的全色图像，确定所述模拟低分辨率全色图像的方差以及与所述转换后的多光谱图像的协方差，根据所述方差以及所述协方差确定空间细节调制参数；
根据所述转换后的多光谱图像、所述模拟低分辨率全色图像、所述匹配后的全色图像以及所述空间细节调制参数得到融合后的图像。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，分别将待融合的高分辨率全色图像和低分辨率多光谱图像中的像元值转换为物理辐射亮度值，包括：
通过如下公式将像元值转换为物理辐射亮度值：
L＝Gain*DN+Bias
其中，L表示每个像元的辐射亮度；Gain表示辐射定标系数增益；DN表示采样后的像元的灰度值；Bias表示辐射定标系数偏移量。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据预设的光谱响应函数确定所述采样后的多光谱图像中各个波段的权重系数，包括：
根据预设的光谱响应函数计算多光谱传感器和全色传感器对光子探测事件单独发生的概率以及事件同时发生的概率；
根据所述事件同时发生的概率以及所述事件单独发生的概率计算事件发生的条件概率，并根据所述条件概率计算任一所述波段的权重系数。


4.如权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，根据所述条件概率计算任一所述波段的权重系数，包括：
根据如下公式计算所述任一波段的权重系数：



其中，ci表示所述采样后的多光谱图像中第i个波段的权重系数；P(p|mi)表示事件mi已发生的情况下事件p发生的概率，事件mi是指全色传感器对光子探测事件，事件p是指多光谱传感器对光子探测事件。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述权重系数构建模拟低分辨率全色图像，包括：
通过如下公式构建模拟低分辨率全色图像：



其中，Isyn表示所述模拟低分辨率全色图像；Bi表示所述采样后的多光谱图像中第i波段的图像。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述方差以及所述协方差确定空间细节调制参数，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊杰，傅俏燕，姜涛，
申请(专利权)人：中国资源卫星应用中心，
类型：发明
国别省市：北京;11