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专利号: 2020112016913
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种SAR和多光谱影像的融合方法,其特征在于,包括:

对同一地区的合成孔径雷达SAR影像与多光谱影像进行投影坐标变换,并将投影坐标变换后的所述SAR影像以及所述多光谱影像重采样到同一空间分辨率下;

基于所述同一空间分辨率下,对所述多光谱影像进行IHS空间变换,将所述多光谱影像从RGB色彩空间变换到IHS色彩空间,确定亮度分量、色调分量以及饱和度分量;

分别对所述亮度分量和所述SAR影像进行低秩分解,确定所述多光谱影像对应的多光谱低秩部分和多光谱显著部分,以及所述SAR影像的对应的SAR低秩部分和SAR显著部分;

采用加权平均的融合策略融合多光谱低秩部分以及SAR低秩部分,并采用求和的融合策略融合多光谱显著部分和SAR显著部分,确定融合后的低秩部分和融合后的显著部分;

叠加所述融合后的低秩部分和所述融合后的显著部分,确定融合后的亮度分量,并将所述融合后的亮度分量替换所述亮度分量,基于所述色调分量以及所述饱和度分量,对所述融合后的亮度分量进行IHS反变换,变换至RGB色彩空间,确定融合图像。

2.根据权利要求1所述的SAR和多光谱影像的融合方法,其特征在于,所述基于所述同一空间分辨率下,对所述多光谱影像进行IHS空间变换,将所述多光谱影像从RGB色彩空间变换到IHS色彩空间,确定亮度分量、色调分量以及饱和度分量,具体包括:根据公式 确定亮度分量;其中,I为亮度分量;s1为第一中

间变量;s2为第二中间变量;R为所述多光谱影像的红色波段;G为所述多光谱影像的绿色波段;B为所述多光谱影像的蓝色波段;

根据公式 确定色调分量;H为色调分量;

根据公式 确定饱和度分量;S为饱和度分量。

3.根据权利要求2所述的SAR和多光谱影像的融合方法,其特征在于,所述分别对所述亮度分量和所述SAR影像进行低秩分解,确定所述多光谱影像对应的多光谱低秩部分和多光谱显著部分,以及所述SAR影像的对应的SAR低秩部分和SAR显著部分,具体包括:根据公式 分别对所述亮度分量和所述SAR影像进行低秩分

解,并采用不精确增广拉格朗日算子进行求解,确定所述多光谱影像对应的多光谱低秩部分和多光谱显著部分,以及所述SAR影像的对应的SAR低秩部分和SAR显著部分;其中,||·||*为矩阵的核范数;||·||1为矩阵的l1范数;X为输入矩阵;Z为低秩系数矩阵;L为显著系数矩阵;E为噪声矩阵;XZ为影像低秩部分,LX为影像显著部分,λ为调节系数。

4.根据权利要求3所述的SAR和多光谱影像的融合方法,其特征在于,所述采用加权平均的融合策略融合多光谱低秩部分以及SAR低秩部分,并采用求和的融合策略融合多光谱显著部分和SAR显著部分,确定融合后的低秩部分和融合后的显著部分,具体包括:根据公式 确定融合后的低秩部分;其中,Flr为融合后的低秩部分;LRms为多光谱低秩部分;LRsar为SAR低秩部分;

根据公式Fsa=SAms+SAsar确定融合后的显著部分;其中,Fsa为融合后的显著部分;SAms为多光谱显著部分;SAms为SAR显著部分。

5.根据权利要求4所述的SAR和多光谱影像的融合方法,其特征在于,所述叠加所述融合后的低秩部分和所述融合后的显著部分,确定融合后的亮度分量,并将所述融合后的亮度分量替换所述亮度分量,基于所述色调分量以及所述饱和度分量,对所述融合后的亮度分量进行IHS反变换,变换至RGB色彩空间,确定融合图像,具体包括:根据公式Inew=Flr+Fsa确定融合后的亮度分量;其中,Inew为融合后的亮度分量;

基 于所 述 色 调分 量 以 及 所 述饱 和 度 分 量 ,根 据 公式对所述融合后的亮度分量进行IHS反变换,变换至RGB色彩空间,确定融合图像;其中,F为融合图像;Rnew为融合图像F的红色波段;Gnew为融合图像F的绿色波段;

Bnew为融合图像F的蓝色波段。

6.一种SAR和多光谱影像的融合系统,其特征在于,包括:

投影坐标变换模块,用于对同一地区的合成孔径雷达SAR影像与多光谱影像进行投影坐标变换,并将投影坐标变换后的所述SAR影像以及所述多光谱影像重采样到同一空间分辨率下;

色彩空间变换模块,用于基于所述同一空间分辨率下,对所述多光谱影像进行IHS空间变换,将所述多光谱影像从RGB色彩空间变换到IHS色彩空间,确定亮度分量、色调分量以及饱和度分量;

低秩部分和显著部分确定模块,用于分别对所述亮度分量和所述SAR影像进行低秩分解,确定所述多光谱影像对应的多光谱低秩部分和多光谱显著部分,以及所述SAR影像的对应的SAR低秩部分和SAR显著部分;

融合后的低秩部分和融合后的显著部分确定模块,用于采用加权平均的融合策略融合多光谱低秩部分以及SAR低秩部分,并采用求和的融合策略融合多光谱显著部分和SAR显著部分,确定融合后的低秩部分和融合后的显著部分;

融合图像确定模块,用于叠加所述融合后的低秩部分和所述融合后的显著部分,确定融合后的亮度分量,并将所述融合后的亮度分量替换所述亮度分量,基于所述色调分量以及所述饱和度分量,对所述融合后的亮度分量进行IHS反变换,变换至RGB色彩空间,确定融合图像。

7.根据权利要求6所述的SAR和多光谱影像的融合系统,其特征在于,所述色彩空间变换模块,具体包括:亮度分量确定单元,用于根据公式 确定亮度分量;其中,I

为亮度分量;s1为第一中间变量;s2为第二中间变量;R为所述多光谱影像的红色波段;G为所述多光谱影像的绿色波段;B为所述多光谱影像的蓝色波段;

色调分量确定单元,用于根据公式 确定色调分量;H为色调分量;

饱和度分量确定单元,用于根据公式 确定饱和度分量;S为饱和度分量。

8.根据权利要求7所述的SAR和多光谱影像的融合系统,其特征在于,所述低秩部分和显著部分确定模块,具体包括:低秩分解单元,用于根据公式 分别对所述亮度分量和所述

SAR影像进行低秩分解,并采用不精确增广拉格朗日算子进行求解,确定所述多光谱影像对应的多光谱低秩部分和多光谱显著部分,以及所述SAR影像的对应的SAR低秩部分和SAR显著部分;其中,||·||*为矩阵的核范数;||·||1为矩阵的l1范数;X为输入矩阵;Z为低秩系数矩阵;L为显著系数矩阵;E为噪声矩阵;XZ为影像低秩部分,LX为影像显著部分,λ为调节系数。

9.根据权利要求8所述的SAR和多光谱影像的融合系统,其特征在于,所述融合后的低秩部分和融合后的显著部分确定模块,具体包括:融合后的低秩部分确定单元,用于根据公式 确定融合后的低秩部分;

其中,Flr为融合后的低秩部分;LRms为多光谱低秩部分;LRsar为SAR低秩部分;

融合后的显著部分确定单元,用于根据公式Fsa=SAms+SAsar确定融合后的显著部分;其中,Fsa为融合后的显著部分;SAms为多光谱显著部分;SAms为SAR显著部分。

10.根据权利要求9所述的SAR和多光谱影像的融合系统,其特征在于,所述融合图像确定模块,具体包括:融合后的亮度分量确定单元,用于根据公式Inew=Flr+Fsa确定融合后的亮度分量;其中,Inew为融合后的亮度分量;

融合图像确定单元,用于基于所述色调分量以及所述饱和度分量,根据公式对所述融合后的亮度分量进行IHS反变换,变换至RGB色彩空间,确定融合图像;其中,F为融合图像;Rnew为融合图像F的红色波段;Gnew为融合图像F的绿色波段;Bnew为融合图像F的蓝色波段。