基于小波变换的多源遥感影像融合技术研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第2o卷第2期肆争电Vo1．2O，No．22006年4月MINERALRESOURCESANDGEOLOGYApr．。2006基于小波变换的多源遥感影像融合技术研究①王恒中，刘碧虹，柳建新，杨自安。，张建国(1．中南大学信息物理工程学院，湖南长沙410083}2．有色金属矿产地质调查中心，北京100012)摘要：文章在全面了解与分析小波变换的多源遥感影像融合技术的基础上，对基于小波变换的影像融合原理、小波基的选择、小波分解级数的确定以及影像融合法则和融合方法的改进等方面进行了深入研究，并提出，多小波和提升算法将是小波变换应用于遥感影像

2、融合中的研究方向。关键词：多源遥感I影像融合I小波变换)Mallat算法中图分类号：TP75文献标识码：A文章编号：iooi一5663(2oo6)o2-o155-o50引言的改进等方面进行了深入研究。随着遥感技术的迅猛发展，多平台、多时相、高分1基于小波变换的影像融合原理辨率的遥感数据不断出现，如何充分地利用这些海量数据是目前研究的热点问题。与单源遥感影像相比，小波变换是一种以多分辨率分析为核心的全局变多源遥感影像所提供的信息往往具有冗余性、互补性换，在时域和频域上同时具有良好的定位能力与局部化和合作性。因此，对多源遥感影像进行融合处理，则是性质，对影像的高频成分采用逐步精细的时间

3、域取样剔除其冗余信息、增强信息互补性和合作性的最有效步长，可以“聚焦”到影像的任意细节，从而被誉为“数途径之一，这是现代多源影像处理与分析中非常重要学显微镜”。它能够将一个信号分解成信号对空间和时的一步。间的独立成分，同时又不丢失原信号所包含的信息自Dally等r]首次将雷达影像和Landsat—MSS1．1影像的二维Mallat算法c。]影像的复合影像应用于地质解释以来，用于遥感影像最经典的基于小波变换的融合方法是以Mallat融合处理的技术方法已有很多，其中应用较广的主要算法为核心的DWT法。有加权法、HPF(高通滤波)法、IHS变换法[3]、PCA设影像信号为f(x，)∈V；

4、，(Vj)∈是(尺2)(主分量分析)法L6J、小波变换融合算法等上的二维多分辨率分析，{一cJ+lkl,k2Ez是f(x，)在分在实际应用中，运用加权法融合后的影像对比度辨率上的近似表示，则二维Mallat算法如下：差、失真度大；HPF法使用固定大小的滤波器，难以①分解算法(DWT)完全提取出高分辨率影像的所有细节信息；IHS变换t=∑h,-zih—tc砖法由于扭曲了原始光谱特性，产生了光谱退化现象[；PCA融合法会失去了原有的物理特性[。；小波。=∑h,-2i,g—n~C⋯J+变换法则在有效地增强多光谱影像的空间细节表现：=∑gf_2h：c能力的同时，且保持了影像融合前后的光谱特

5、性，弥补了上述方法的不足。鉴于此，本文基于小波变换的t=∑zt。z·c砖多源遥感影像融合技术，对其融合原理、小波基的选⑦重构算法(IDWT)择、小波分解级数的确定，以及融合法则和融合方法①收穑日期：2006-01-09作者简介王恒中(1968-)，男，中南大学信息物理工程学院硕士研究生，主要从事遥感技术方法的应用与研究。基金项目：“十五”科技攻关项目课腰四(2003BA612A一04)资助。155维普资讯http://www.cqvip.com二维Mallat算法的分解与重构的滤波器组如图kl,k^+2hk1-21gk2-2nd+1所示。∑g^l一n：：+g。譬l,nc{llbd2

6、：lk

7、：巩3b图1二维Mallat算法的分解与重构图Fig．1Decomposedandreconfigurationdiagramof2DMallatalgorithm经过二维小波变换，将原影像逐级分解成多尺度影像融合前需进行预处理首先，必须进行严格的子影像。一幅影像经过三级分解的塔式结构如图2的影像空间配准。通常空间配准的误差不得超过一个所示L表示低频，H表示高频，下标表示小波分解级像素；其次是直方图匹配。为了使融合后的影像减小数。LL为低频分量，其保留原影像的主要信息，LH、光谱畸变，需要将全色影像直方图变换为相应的多光HL、HH是包含边缘、区域轮廓等细节信息的高频分谱影像

8、直方图。基于DWT法的影像融合，其基本原理是将预处量。理过的多光谱和全色影像进行小波分解，获取各自的LLaIHLHL2低频及高频细节分量，再用全色影像的细节分量替换LH3lHH3HL4多光谱影像的细节分量，然后进行小波逆变换而得到ImHH2融合影像(如图3)。此方法的优点是：采用正交基，可实现无冗余的信号分解，经小波变换后，影像的数据总量不会增大；利用小波分解的空间频率和方向性，LH1HH1可获得视觉效果良好的融合影像。但其不足之处是：由于正交基不具有对称性，使得DW