基于LP和DFB结构的离散Contourlet遥感影像融合算法及在QuickBird中的试验研究

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1、第24卷第3期遥感技术与应用Vo1．24No．32009年6月REMOTESENSINGTECHN0L0GYANDAPPLICAT10NJ“n．2009基于LP和DFB结构的离散Contourlet遥感影像融合算法及在QuickBird中的试验研究魏伟，赵军，王旭峰(1．西北师范大学GIS开发应用研究中心，甘肃兰州730070；2．中国科学院寒区与旱区工程研究所，甘肃兰州730000)摘要：针对目前最新发展的Contourlet变换能够比小波变换提供更丰富的方向和形状基，适合进行多尺度边缘增强的特点，利用Contourlet变换用

2、于融合遥感全色和多光谱影像的算法，即利用IP(IaplacianPyramid)捕获影像的低频分量，利用DFB(DireetionalFilterBank)获得影像的高频分量，再对得到的低频近似系数和高频细节系数按照融合规则，采用算术平均和加权算子构造融合影像对应的对比度金字塔；最后，通过逆塔形变换重构融合影像。提出一种基于塔形方向滤波器组PDFB(PyramidalDireetionalFilterBank)的影像融合方法，算法一方面将Contourlet变换这一新的数学工具引入到影像融合中，另一方面对目前高分辨率影像数据源Qu

3、ickBird进行了融合实验。此外，利用熵、扭曲度、偏差指数、相关系数、标准差等参量，对此融合方法的融合性能进行了评价与分析。实验结果表明：提出的融合算法能在保留多光谱影像光谱信息的同时增强了融合影像的空问细节表现能力和信息量，该算法是有效可行的。关键词：影像融合；LP；DFB；Contourlet变换；QuickBird中图分类号：TP75文献标志码：A文章编号：1004—0323(2009)03—0362—081引言尺寸大小的正方形，随着分解层的增加，小波只能用“点”来逼近奇异性曲线，这样就不能稀疏地表示原随着近年来遥感影像融

4、合技术的发展，将同一函数_2；另外，小波变换只能“捕获”有限的方向信目标或场景用不同传感器获得的多幅配准好的影息，方向性的缺乏使小波变换不能充分地利用影像像，或用同一传感器不同成像方式获得的多幅配准本身的几何正则性，它并不是最优的或者说最稀疏好的影像融合成一幅影像，从而为不同的影像提供的函数表示方法_3]。互补信息，增加影像信息量，有效地把不同影像传感为发展一种新的高维函数的最优表示方法，目器的优点结合起来，以获得更可靠、更准确的有用信前提出了Ridgelet变换、Bandlet变换、Curvelet变息，从而提高对影像信息分析和

5、提取能力]。目前，换等，继Curvelet之后，MinhNDo和MartinVet—影像融合方法大致可分为3类：一般影像融合、基于terli_7于2002年提出了一种“真正”的二维影像表塔形分解的影像融合和基于小波变换的影像融合示法：Contourlet变换。Contourlet变换提供了一法。小波变换是一种多分辨率分析，它可以将影像种具有灵活局部性和方向性的多分辨率影像表示方分解成一个最低层逼近和不同尺度不同方向的细法，与小波变换不同的是：Contourlet变换具备多个节，是目前影像融合的主流方法。但是小波变换本“方向”的基，

6、不仅限于小波变换的3个方向。其基身存在着一些缺点：小波变换不能很好地表示含线的支撑区问具有大小变化的“长条形”结构，继承了或者面奇异的高维函数，小波基的支撑区间为不同Curvelet变换的各向异性尺度关系，Contourlet变收稿日期：2008一¨一03；修订日期：2009—0421基金项目：国家自然科学基金重点项目(40671067)、甘肃省自然地理学重点学科项目、西北师范大学知识与科技创新lT程项目(NWNUKJCXGC一03—23)资助。作者简介：魏伟(1983一)，男，硕士研究生，主要从事G1S和RS的应用研究。E—ma

7、il：weiweigis2006@126．CON1。第3期魏伟等：基于LP和DFB结构的离散Contourlet遥感影像融合算法及在QuickBird中的试验研究363换在方向性和各向异性上要优于小波变换一种新的方向滤波器组实现方法以避免对输入信号，更好地的调制一利用了影像的几何特性。因此，本文在Contourlet，该方向滤波器组由两大块组成：第块是用变换的基础上将影像的方向信息特性与拉普拉斯金二通道的五株滤波器组及扇型滤波器将二维频域分“”字塔(LaplacianPyramid，I．P)分解相结合，通过构成水平和垂直两个方向；

8、第二块是shearing算子[1川造方向滤波器组(DirectionalFilterBanks，DFB)，实现影像采样点的重排。将这两大块适当进行一组合就构成了新方向滤波器提出种基于塔形方向滤波器组PDFB(Pyramidal。Directiona