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1、第26卷第2期地理与地理信息科学Vol.26No.22010年3月GeographyandGeo-InformationScienceMarch2010小波基及其参数对遥感影像融合图像质量的影响1,2231龚建周,刘彦随,夏北成,陈健飞(1.广州大学地理科学学院,广东广州510006;2.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;3.中山大学环境科学与工程学院,广东广州510275)摘要:IHS和小波变换结合的融合方法已成为多源遥感影像信息聚合的有效途径,但小波基与小波分解层数等参数对影像融合质
2、量影响的很多细节需进一步研究。该文以SPOT遥感影像为数据,在Matlab软件环境下进行小波簇、不同序号小波基及分解层数的图像融合,用信息熵、平均梯度和标准偏差3指标对融合图像的质量进行评价。结论如下:第1层小波分解的融合图像质量差异不大;其余小波分解层数下融合影像的质量因小波基而异,如coif5、sym5、dmey对小波分解层数不敏感,db1、bior3.1则具有分段响应的敏感特征,其中,rbio3.1在小波分解层数为4时,融合图像失真;不同簇的小波基对融合图像质量的影响也各异。结果表明,小波基等参数
3、的选取直接影响到遥感影像融合的效果。关键词:图像融合;小波变换;小波基;小波分解层数中图分类号:TP75文献标识码:A文章编号:1672-0504(2010)02-0006-05[16,17]结合的融合方法能得到比较满意的影像质量。0引言但是,遥感影像融合效果与原始图像类型、小波基类随着遥感技术的发展及多源遥感数据的广泛应型、小波分解层数等密切相关,而对这些问题的综合用,多源遥感数据信息的聚合(融合)成为资源与环研究仍然较少。[1-3]境信息等领域的研究热点。多源遥感影像融合Matlab提供了专门进行小
4、波分析的小波工具是指以模型为基础,对高空间分辨率与低空间分辨箱,系统预设了许多小波图像处理的小波基(函数),率的影像进行处理,获取信息增强的影像的过性质相似的小波基被预定义在同一小波簇,并以序[4-7]程。小波变换已成为多源遥感影像融合的有效号加以区分。在实际应用中,如何根据需要选取小[8,9]方法。小波变换的基础是小波函数(小波基),但波基等参数,成为应用Matlab进行图像融合的难小波基不唯一,所有满足小波条件的函数都可作为点。本文基于SPOT全色与多光谱波段数据,从小[10]小波基,而不同小波类型
5、影响融合图像的质波簇类型、不同序号的小波基以及小波分解层数等[11]量。选取合适的小波基成为小波变换图像融合的方面,运用IHS和小波变换结合的方法进行图像融关键。本质上,小波变换的图像融合是对影像进行合,探讨这些参数对图像融合的影响,以期为简单快不同层数的小波分解,形成分解系数,经不同分辨率捷地选定遥感数据融合方法提供参考。分解系数的替代,再进行小波逆变换重构信息的过1实验数据与方法程。在理论上,这种正逆小波变换过程可在任意层数下进行,所有分解信息的总和逼近原始信息。实1.1实验数据际上,小波分解后,通
6、常在最低层分解系数进行替采用的原始影像为覆盖广州市东南部的SPOT代,不同的变换层数决定在哪个层次上对信息进行多光谱(10m)和全色波段(215m)影像(2002-11-[6]替代,从而成为影响融合图像质量的一个重要因07)。研究区是以北二环高速公路和广园快速路交[12]素。叉路口为中心,周围1056@731个像素(215m分辨据测不准原理,分解与重构小波变换的图像融率)的矩形区域。合方法存在信息失真等问题。众多研究探索了改进1.2小波变换融合方法[13-15]的融合方法,普遍认为小波变换与IHS变换相
7、1.2.1小波变换融合原理小波变换是利用小波收稿日期:2009-10-27;修订日期:2010-01-02基金项目:国家自然科学基金重点项目(40635029);中国博士后科学基金项目(20080440511);中国博士后科学基金特别基金项目(200902132);广州市属高校科技计划项目(08C027)作者简介:龚建周(1970-),女,副教授,博士后,研究方向为土地资源配置与3S应用、环境生态与生态环境管理。E-mail:gongjzh66@126.com第2期龚建周等:小波基及其参数对遥感影像融合
8、图像质量的影响第7页原理,将信息逐层分解,再重构分解系数的过程,已化而言,都大于原始多光谱图像,小于全色波段图[18,19]成为多源遥感影像信息融合的重要方法。通常像携带的信息量。但平均梯度反映出的图像清晰认为,图像的RGB颜色空间不适于图像融合,而色度则不然,融合图像清晰度得到极大改善,但低于度空间则正相反,因此将IHS和小波相结合的图像全色波段。融合方法成为图像融合的常用方法。表1融合图像质量指标Table1Indicesforfusi
