一种基于中频信号调制和补偿的高保真遥感图像融合方法与流程

技术特征：

1.一种基于中频信号调制和补偿的遥感图像融合方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤1：对原始多光谱图像ms通过立方卷积法上采样至与全色图像p相同的尺寸，得到插值图像ms^l；

步骤2：根据多光谱传感器相对全色传感器的相对mtf构造高斯低通滤波器g；

步骤3：图像成分提取，包括以下步骤，

步骤3.1：利用g对p进行高通滤波，获取高频成分ph；

步骤3.2：对ph进行低通滤波，获取中频成分pm；

步骤3.3：对ms^l进行高通滤波，获取高频成分

步骤4：根据和pm的计算波段间结构参数w；

步骤5；根据w将ph注入ms^l，得到未经空间补偿的融合图像

步骤6：根据和pm构造空间补偿项

步骤7：根据和自定义性能参数k对进行补偿，并进行异常处理，得到融合图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于中频信号调制和补偿的遥感图像融合方法，其特征在于：步骤2中采用多光谱传感器相对全色传感器的相对mtf，即多光谱和全色传感器mtf值的比值，构造高斯低通滤波器g。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于中频信号调制和补偿的遥感图像融合方法，滤波器g定义为k为归一化系数,σ为尺度参数。

4.根据权利要求3所述的一种基于中频信号调制和补偿的遥感图像融合方法，其特征在于：σ由下式获得

其中m为多光谱传感器相对全色传感器的相对mtf，r为多光谱和全色图像像元尺寸的比值，r＞1。

5.根据权利要求1所述的一种基于中频信号调制和补偿的遥感图像融合方法，其特征在于：步骤3.1采用步骤2构造的滤波器进行高通滤波，通过下式实现

6.根据权利要求1所述的一种基于中频信号调制和补偿的遥感图像融合方法，其特征在于：步骤3.2和步骤3.3采用相同的低通滤波核，采用步骤2构造的滤波核。

7.根据权利要求1所述的一种基于中频信号调制和补偿的遥感图像融合方法，其特征在于：步骤4根据和pm的计算波段间结构参数w如下

其中σm为的标准差，σp为pm的标准差。

8.根据权利要求1所述的一种基于中频信号调制和补偿的遥感图像融合方法，其特征在于：步骤5根据遥感图像像素级融合统一理论框架进行细节注入，得到未经空间补偿的融合图像，细节注入方法如下式所示：

9.根据权利要求1所述的一种基于中频信号调制和补偿的遥感图像融合方法，其特征在于：步骤6根据和pb构造空间/光谱补偿项构造方法如下：

10.根据权利要求8或9所述的所述的一种基于中频信号调制和补偿的遥感图像融合方法，其特征在于：根据对进行信号补偿，得到融合图像。补偿过程采用下式

其中fused是融合图像，k为自定义的补偿强度系数，缺省值为0.5，取值范围为(-1,1)，取负值时对融合图像进行光谱信息补偿。

技术总结
本发明提供一种基于中频信号调制和补偿的遥感图像融合方法，主要解决遥感图像融合中光谱保持性能与空间保持性能之间存在矛盾、光谱保持性能较好的算法严重受制于配准精度和调制传递函数（MTF）计算精度的问题。本发明的核心机制是利用高分辨率全色数据和低分辨率多光谱数据的中频成分进行空间细节调制与注入，并以二者的线性组合进行光谱信息/空间结构信息的补偿。融合结果具有很好的光谱保持能力，对配准偏差较不敏感，可以有效抑制边缘的虚假结构。融合方法的健壮性高，光谱保持性能和空间保持性能在较高水平上达到平衡，并可根据融合任务需求通过单个参数进行性能调整，可适用于遥感及医学影像融合。

技术研发人员：窦闻;戚浩平
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2019.09.30
技术公布日：2020.10.27