基于多分辨率分析的多光谱与全色图像融合算法研究

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1、分类号:TP39110710-2013112014硕士学位论文基于多分辨率分析的多光谱与全色图像融合算法研究李旭寒导师姓名职称董安国教授申请学位级别理学硕士学科专业名称数学论文提交日期2016年5月24日论文答辩日期2016年6月16日学位授予单位长安大学TheresearchonthealgorithmsofmultispectralimageandpanchromaticimagefusionbasedonmultiresolutionanalysisADissertationSubmittedforth

2、eMasterDegreeofScienceCandidate：LiXuhanSupervisor：Prof.DongAnguoChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明；本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中己经注明引用的内容外，对论文的研究做出重。要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。１＞八年论文作者签名

3、：冻啦ｆ．／月护日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有ｙｘ任何方式发表、复制、公开阅览、借阅及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成。果时，署名单位仍然为长安大学（保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名；八／（年／月片日导师签名：％／＾＾年＾月皆日马摘要随着遥感技术的迅速发展，单波段传感器已无法满足科研的需要，于是多波段传感器应运而生。多波段传感器所形成的多光谱遥感图像具

4、有高光谱分辨率，但是其空间分辨率较低；而与之对应的单波段传感器所形成的全色图像具有高空间分辨率，但其光谱分辨率不足。因此如何利用图像融合技术将这两幅信息互补的图像融合成为一幅高空间分辨率的多光谱图像、克服单一图像本身的局限性就变得十分重要了。本文以多光谱与全色图像的融合为研究对象，以最大限度地提高多光谱图像的空间分辨率的同时尽量减少光谱扭曲程度为融合规则，实现对多光谱与全色图像的融合。本文首先对遥感技术产生的原理、发展过程以及图像融合的产生背景、应用前景、研究意义和目前融合技术的国内外现状做了简单介绍，然后简

5、单叙述了图像融合的原理及其评价指标，并针对目前多光谱和全色图像融合方法进行分类总结，详细介绍了三种基于色彩空间分量替换的融合算法和几种多分辨率分析的融合算法，且通过实验从主观上和客观上对这些算法进行评价，分析这些算法的缺点。最后针对现有算法的不足提出了三种基于多分辨率的融合方法。这些算法首先充分考虑了多光谱图像插值的重要性，运用基于引导滤波器的插值算法对低分辨率多光谱图像进行插值得到和全色图像空间分辨率相同的多光谱图像；然后，利用不同的滤波器对插值后的多光谱图像和全色图像分别作相同层数的滤波分解，其中采用的多

6、级引导滤波器在滤波过程中充分考虑到了待融合图像间的关系；再根据不同相关系数判断是否替换多光谱图像的高频系数，且替换过程中注入了图像成像系统特征系数，有效地保留了多光谱图像的光谱特征；最后，将替换后得到的多光谱高频系数和原低频系数进行滤波逆变换得到融合后的多光谱图像。实验表明，本文算法充分保留了多光谱图像的光谱信息，并尽可能多地注入了全色图像的细节信息，有效地提高了多光谱图像的融合效果。关键词：图像融合；多光谱图像；全色图像；空间分辨率；光谱分辨率；相关系数iAbstractWiththerapiddevelo

7、pmentofremotesensingtechnology,thesinglebandsensorhasbeenunabletomeettheneedsofscientificresearch,somultibandsensorcomeintobeing.Themultispectralremotesensingimageformedbymultibandsensorhashighspectralresolution,butitsspatialresolutionislow;andcorresponding

8、panchromaticimagesbytheformationofthesinglebandsensorhavehighspatialresolution,butthespectralresolutionisrelativelyinsufficient.Sohowtouseimagefusiontechnologytomergethesetwoimagesintoamultispectralima