第 44 卷 第 1 期 电 子 科 技 大 学 学 报 Vol.44 No.1
2015年1月 Journal of University of Electronic Science and Technology of China Jan. 2015
WorldView-2遥感图像融合新方法
李 旭
1, 2
,何明一
1
,张 雷
2
(1. 西北工业大学电子信息学院 西安 710072; 2. 江苏物联网研究发展中心 江苏 无锡 214135)
【摘要】新型高分辨率WorldView-2星载图像的出现给现有的图像融合技术带来了更大的挑战,该文提出了一种全色光和
多光谱图像融合新方法。首先采用最近邻插值对多光谱图像重采样放大;然后结合WorldView-2各波段光谱响应特点利用多元
线性回归构造出低分辨率全色光图像,通过对原始高分辨率全色光图像空间细节信息的提取并将其注入至多光谱图像的成分
空间中;最后经对应分析反变换得到融合结果。实验结果表明,该方法在融合WorldView-2遥感图像时能够在提高空间分辨率
和保持光谱信息两方面达到较好的平衡,优于现有的几种融合方法。
关 键 词 对应分析; 融合; 遥感图像; 分辨率; 小波变换
中图分类号 TP75 文献标志码 A doi:10.3969/j.issn.1001-0548.2015.01.004
New Pansharpening Method for WorldView-2 Satellite Images
LI Xu
1, 2
, HE Ming-yi
1
, and ZHANG Lei
2
(1. School of Electronics and Information, Northwestern Polytechnical University Xi’an 710072;
2. Jiangsu R&D Center for Internet of Things Wuxi Jiangsu 214135)
Abstract New-style high resolution WorldView-2 satellite images pose challenges to the image fusion
techniques. A new pansharpening method is proposed in this paper. First, 8-band multispectral imagery is
resampled by nearest neighbor interpolation. According to the relative spectral responses between the multispectral
band and the panchromatic band, a low spatial resolution panchromatic image is evaluated through multivariate
linear regression. The spatial details are extracted from the original panchromatic image, and then injected into the
component space of multispectral imagery. Finally, the pansharpened results are produced by employing inverse
correspondence analysis transform. The experimental results show that the proposed method can obtain a better
trade-off between the spatial resolution enhancement and the spectral information preservation compared to some
existing methods.
Key words correspondence analysis; fusion; remote sensing image; resolution; wavelet transform
收稿日期:
2013 − 09 − 22;修回日期:
2014 − 05 − 19
基金项目:国家自然科学基金(61301195);中国博士后科学基金(2013M531299);中央高校基本科研业务费专项资金(3102014KYJD040)
作者简介:李旭(1979 − ),男,博士,副教授,主要从事多传感器信息获取与处理方面的研究.
遥感图像融合是图像融合的一个重要分支,针
对全色光图像与多光谱图像的融合始终是遥感图像
处理领域的研究热点。随着传感器技术的飞速发展,
许多在轨卫星,如SPOT、IKONOS、QuickBird等能
够同时提供高分辨率全色光图像与多光谱图像。通
常,多光谱图像包含多个波段,具有较高的光谱分
辨率,但其空间分辨率相比于单波段全色光图像较
低。图像融合技术就是利用高分辨率全色光图像去
提高多光谱图像的空间分辨率。通过融合得到的具
有高空间分辨率的多光谱图像可用于诸如谷歌地
球、城市规划、高精度地物分类等众多领域。
新型WorldView-2(WV-2)星载图像代表了下一
代超高分辨率遥感图像的发展趋势,同时也对现有
的图像融合方法提出了挑战
[1-2]
。为了突破输入波段
数量的限制,文献[3]提出了一种基于超球面彩色变
换(hyperspherical color sharpening, HCS)的融合方
法,将WV-2所有8波段多光谱数据一次性地从原始
空间转换到超球面彩色空间进行处理。尽管该方法
已成为ERDAS IMAGINE 2011商业软件的模块,但
是其融合结果仍会出现明显的光谱失真。文献[4]提
出一种带有可调参数(adjustable pan-sharpening, APS)
的图像融合方法,以处理包含WV-2在内的多种高分
辨率遥感图像。APS方法通过分析不同星载传感器
强度分量匹配关系,利用两个可调参数整合了传统
的色度-强度-保和度(intensity-hue-saturation, HIS)、
Bravery变换(Bravery transform, BT)以及光滑调制滤
波(smoothing-filter-based intensity modulation, SFIM)
融合方法,实现了在5种融合模式中的切换。文献[5]