采用交互信息量评价遥感图像融合结果的方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第31卷第12期华中科技大学学报(自然科学版)Vo1．31No．122003年12月J．HuazhongUniv．ofSci．&Tech。(NatureScienceEdition)Dec．2003采用交互信息量评价遥感图像融合结果的方法王海晖彭嘉雄吴巍，华中科技大学图像识别与人工智能研究所＼＼图像信息处理与智能控制教育部重点试验室／摘要：提出了采用交互信息量的评价准则来评价遥感图像的融合效果的方法，该方法通过衡量融合图像与源图像的互信息来评价融合效果，具有简单、准确、抗干扰性好的特点。通过将它与采用熵和联合熵

2、的评价方法相比较，实验结果表明交互信息量是一种很好的评价方法．关键词：图像融合；融合效果；评价准则；交互信息量中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1671—4512(2003)12—0032—03在目前遥感图像的融合研究中，已经使用了像A和B，并由它们融合得到融合图像F．图像融很多融合方法．对同一对象，不同的融合方法可以合之前经过图像对准，所以这三幅图像的大小都得到不同的融合效果，即可以得到不同的融合图是相同的，设图像的行数和列数分别为M和N，像。如何评价融合效果，即如何评价融合图像的质则图像的大小为M×N．图像A和B具有相同的量，是图像融合的一个

3、重要步骤，但目前还缺乏一灰度级(比如，都是256级灰度图像)，设图像的总种对融合效果进行系统、全面的评价方法。本文利的灰度级为L．PA(口)和PB(b)就是源图像的概用交互信息量这个概念来评价遥感图像的融合效率密度，融合图像F的概率密度为PF(，)．概率密果．这种方法通过衡量融合图像与源图像的互信度可以很方便地由图像的直方图除以图像的总像息来评价融合图像，具有很强的抗干扰性和鲁棒素个数得到．图像A和B的联合概率密度为PnB性．由于它不需要源图像的先验知识，也不用对图(口，b)，它在求出图像A和B联合灰度直方图的像进行预处理以及定义其他的参数，因此是一种基础上

4、，除以图像总的像素个数而得到．简单、实用的评价方法．F与A，B的交互信息量分别表示为MFA和Mm，1交互信息量L—lL—lMFA=∑∑PFA(f，口)·，：0a：0评价图像融合效果的一个重要指标是看融合log2[PFA(f，口)／(F(厂)PA(口))]，图像从源图像中获得了多少信息．交互信息量是信息论中的一个重要概念，它可作为两个变量之MF13=∑∑Pm(厂，6)．，：0b：0间相关性的量度，或一个变量包含另一个变量的log2[pFB(f，b)／(PF(厂)B(b))]，信息量的量度．式中，PFA(f，口)和PFB(f，b)分别代表融合图像设有两个随机变量

5、X和y，它们的边缘概率F与源图像A，以及融合图像F与源图像B的联分布分别为px(x)和Py()，它们的联合概率密合概率密度．综合考虑这两个数值量，取MFnB=度为撕(，Y)．按照信息论的有关概念，这两个MvA+MFB来表示融合图像F包含源图像A和B随机变量之间的交互信息量的交互信息量总和．Mxy(x，y)=PxY(z，Y)··Y交互信息量是反应融合效果的一种客观指log[PxY(x，)／(Px(x)py())]．标，它的值越大，表示融合图像从源图像中获取的图像可以看作是二维随机变量，上面的概念信息越丰富，融合效果越好．它可以更准确地评价可以很容易地推广到二维

6、空间．假设有两幅源图融合效果的优劣．收稿日期：2003—05—13．作者简介：王海晖(1969一)，男，博士研究生；武汉，华中科技大学图像识别与人工智能研究所(430074)．基金项目：精确制导与自动目标识别国防科技重点实验室基金资助项目；国家自然科学基金资助项目(60085002)维普资讯http://www.cqvip.com第12期王海晖等：采用交互信息量评价遥感图像融合结果的方法33表示总的联合熵，即=JFA+Jm．2实验分析2．2实验结果为了验证上述图像融合效果评价方法的可行2．1熵和联合熵评价标准性，提供了一组实验结果．图1(a)和(b)是源图目

7、前人们通常根据融合前后信息量的变化来像．图1(a)是SPOT(SatellitePourlObservation评价融合效果的好坏，熵和联合熵就是经常被采delaTerre)遥感卫星的全色(Panchromatic)图像，用的评价指标【l1．其分辨率为10m，而图1(b)是SPOT的XS32．1．1信息熵E(NearInfraredband)波段的图像，其分辨率为20图像的熵值是衡量图像信息丰富程度的一个m．这两幅源图像都是256级灰度，经过空间完全重要指标，熵值的大小表示图像所包含的平均信对准后2，其图像大小均为128×128像素．从图息量的多少对于一幅单

8、独的图像，可以认为其各像上可以看出由于它们的波段和分