[发明专利]一种整体二代Bandelet变换的多光谱和全色图像融合方法

摘要

本发明涉及一种整体二代Bandelet变换的多光谱和全色图像融合方法，首先需要从多光谱的8个波段中选取三个波段，为了最优的选取三个波段参与融合，获得最优的融合效果，采用优化指标因子选取三个波段参与融合。这三个波段可以定义为RGB三个波段，然后进行IHS的正变换，将其转换为IHS三个分量。然后将全色图像和亮度分量I按照融合预先设计的融合规则进行融合，得到一个新的亮度分量Inew，然后将Inew和H、S分量按照IHS逆变换原理转换到RGB表色系统，就得到了融合新图像。基于二代Bandelet变换，融合多光谱和全色遥感图像，经过对比分析，获取了质量更好的遥感图像，也将会更有利于遥感图像的提取、分类等后续处理。

主权项

1.一种整体二代Bandelet变换的多光谱和全色图像融合方法，其特征在于，步骤1：对多光谱图像进行IHS变换，得到I、H、S三个分量；RGB表色系统中R、G、B分别代表红色、绿色、蓝色三种基色，并认为所有的颜色都是三种基色按照不同比例混合而成，IHS系统则是根据人类视觉对颜色的认识而设计的三个特征：亮度I、色调H、饱和度S；V1、V2分别为RGB立方体沿对角线垂直竖立后的方向分量。(1)线性转换公式：公式(1.1)、(1.2)是RGB→IHS正转换的线性数学模型：(1.1)(1.2)(2)非线性转换公式：RGB→IHS正转换的非线性数学模型:(1.3)先从多光谱的八个波段中选取三个波段，这三个波段定义为RGB三个波段，然后进行IHS的正变换，将其转换为IHS三个分量；步骤2：分别对亮度分量I和全色图像进行二代Bandelet变换，获取每一个波段图像的Bandelet系数Cj(i)和几何流Gj(i)；二代Bandelet分解层数同于NSCT的分解层数，分解层数均为3层。对原图像进行二维正交小波变换，假定原图像为f(x，y)，用二维尺度方程φ和ψ，沿着x和y方向先后进行分解，得到平滑逼近和细节的部分，然后分解对角高频信息，二维正交小波分解的公式如下：生成了一个近似的低频子带f_k(i,j)和三个高频子带式子中h、g分别是二维尺度方程ψ(x)对应的滤波器系数矩阵，分别是水平、垂直、对角方向的子带；步骤3：对几何流采用绝对值最大规则，Bandelet高频系数按照区域3×3窗口的空间频率绝对值最大原则选取，低频采用平均值原则：为计算几何流，先在Bandelet块内进行角度的采样，假设块尺寸大小为L×L，那么将圆周角[0,π)等角度离散为L^2‑1个，即可能的取值为：构造一个与子带同样大小网格点，子带大小L×L，计算每个网格点在采样角度上的正交投影误差：t＝‑sin(θ)×X(i)+cos(θ)×Y(j)    (3.2)计算几何流是通过最小化Lagrange系数获取的，Lagrange系数表达系数的表达式：表示步骤2中曲波变换所得的一维小波系数进行量化后所得的量化系数，是重构的一维信号；计算各采样角度的Lagrange系数，获得最小Lagrange系数的采样角度即为最优几何正则方向，也就是要进行融合变换的最佳几何流Gj(i)；步骤4：利用新的Bandelet系数CF(i)和几何流GF(i)，进行二代Bandelet逆变换，重构亮度分量Inew：根据几何流方向，按照小波系数的排序方式，实现一维小波变换的逆变换和排序，恢复原来的二维小波系数，二维小波变换与Bandelet化结合在一起，称为第二代Bandelet变换，二维小波变换系数经Bandelet化之后，称为Bandelet系数；步骤5：对Inew、H、S进行IHS逆变换，得到融合图像，IHS→RGB逆转换的线性数学模型，见公式(5.1)：(5.1)IHS→RGB逆转换的线性数学模型，见公式(5.2)：如果H≥0并且H<2π/3(5.2)如果4π/3＞H≥2π/3(5.3)如果2π＞H≥4π/3(5.4)