无人机遥感图像中不均匀雾霾的去除算法研究

由于雾霾的存在,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)获取的图像受到严重影响。利用单一算法很难有效地去除无人机遥感图像中不均匀的雾霾。本文提出了一种新的去雾算法,该方法将图像分割技术与暗原色方法结合起来,实现不均匀雾霾的综合去除。该方法的具体处理过程如下:首先,利用图像分割技术将原图像根据雾的浓度分为淡雾、浓雾两部分;其次,依据暗原色先验理论,获取比较准确的大气光,分别求取大气光的模、方向;再次,利用引导联合双边滤波细化透射率,针对浓雾部分利用局部视网膜皮层理论(Retina-cortex theory,Retinex)增强进一步处理,最终得到恢复的图像。实验结果表明,相比于He和Retinex算法,本文算法在图像细节还原、色彩保真等方面具有更好的处理效果。     

高分辨率遥感影像快速去雾

针对含雾遥感影像在军事航空侦查、地物判读等方面使用率低、有效性差的问题,以及现有去雾算法中存在计算复杂耗时、色彩失真的弊端,结合遥感影像景深变化小、不含天空背景等特点,本文提出一种改进的暗原色先验去雾算法。首先,对影像中白色场景灰度值进行统计并设定阈值划分为失效区,分离水域与非水域减少蓝色波段在水域的占比,合成新的蓝色波段,以改进暗通道值的获取方法;其次,采用导向滤波替代软抠图法优化透射率提升处理时间;然后,对关键参数进行适应性改进试验并采用自动色阶恢复去雾后的影像色彩;最后,利用含雾的无人机影像和GF-2影像进行了试验,并进行了定量评价。试验结果表明,在同等试验条件下,本文方法处理单幅影像的时间比暗原色先验去雾算法的提升4倍以上,且去雾后影像的灰度均值、标准差、信息熵、平均梯度等指标比暗原色先验去雾算法得到的值均有提高,能有效提高有雾影像的清晰度,增强影像色彩和细节。     

基于小波变换的遥感图像融合研究——以黄河三角洲地区为例

针对黄河三角洲地区Landsat TM的多光谱影像和全色影像,提出了一种基于IHS变化和离散小波变换的遥感图像融合方法。该方法在IHS变换的基础上进行直方图均衡化;其次,利用离散小波变换的方法对多光谱图像的亮度分量I和全色影像进行融合;用融合后的图像代替多光谱图像的亮度分量I再进行IHS逆变换得到融合结果。实验证明,融合后的影像不仅保留Landsat TM多光谱图像的光谱特性,而且具有很高的空间细节表现能力。     

光学遥感影像DCM-HTM去雾算法研究

针对卫星遥感影像的雾区检测和校正问题,提出了一种暗通道图像DCM与雾厚度图像HTM结合的DCM-HTM遥感影像去雾算法。算法基于暗通道原理,采用mean-shift均值漂移滤波和直方图自动阈值来检测雾区域;同时通过不重叠窗口获取HTM;最后在检测出的雾区内实现去雾校正处理。实验结果表明,算法能较准确地检测出影像上的雾区域,能在影像正常区域不受影响的前提下,有针对性地对受雾影响区域进行校正,校正效果较整幅影像的去雾校正有较大改善。     

面向光谱特征优化的遥感图像融合算法

针对传统遥感图像融合方法不能充分利用遥感系统的物理特征信息,使融合结果产生光谱扭曲的问题,该文结合小波变换与非下采样Contourlet变换的优点,提出了一种面向光谱特征优化的图像融合方法。通过对变换所得的高频分量依据决策因子阈值抽取全色图像细节信息,将经反方向滤波得到的有效高频细节面附加给多光谱图像分量,实现融合结果影像的光谱特征优化。结合小波变换、非下采样Contourlet变换的融合方法,实现Aster多光谱与资源二号全色影像的融合。试验结果表明:该算法在增强空间信息的同时,高效地实现了融合图像光谱特征的优化。     

遥感图像多模型融合处理与分析

图像融合综合利用多源信息,从而获得对同一目标更客观、更本质的认识,这对于影像解译、信息提取等至关重要。本文在结合主分量分析变换等经典的全色与多光谱遥感图像融合处理算法基础上,重点介绍WT-IHS、WT-PCA两种多模型融合算法在全色与多光谱图像融合处理的应用,同时给出对这两组图像进行单模型融合处理的结果,分别通过视觉效果和量化评价指标对融合结果进行比较,综合分析不同方法的特点。     

基于主成分分析的遥感图像模拟真彩色融合法

对不同空间分辨率、时间分辨率和波谱分辨率的遥感图像进行综合、高效的利用,是遥感应用的关键问题之一。基于主分量变换法,提出了基于主成分分析的模拟真彩色融合法。该方法不仅具有主成分分析融合法的光谱波段选择灵活和光谱信息损失小等优点,同时该方法还可获得逼真的自然色彩的融合图像,提高了图像的融合效果。利用QuickBird全色和多光谱数据进行了试验,并与色彩空间变换法(IHS)、比值变换融合法和乘积变换法等传统方法,在定性和定量两个方面进行了比较分析。结果表明,新方法很好的保留了多光谱影像的光谱信息,提高了空间细节的表现能力,是一种有效实用的遥感图像融合方法。     

基于主成分分析的遥感图像模拟真彩色融合法

对不同空间分辨率、时间分辨率和波谱分辨率的遥感图像进行综合、高效的利用,是遥感应用的关键问题之一.基于主分量变换法,提出了基于主成分分析的模拟真彩色融合法.该方法不仅具有主成分分析融合法的光谱波段选择灵活和光谱信息损失小等优点,同时该方法还可获得逼真的自然色彩的融合图像,提高了图像的融合效果.利用QuickBird全色和多光谱数据进行了试验,并与色彩空间变换法(HIS)、比值变换融合法和乘积变换法等传统方法,在定性和定量两个方面进行了比较分析.结果表明,新方法很好的保留了多光谱影像的光谱信息,提高了空间细节的表现能力,是一种有效实用的遥感图像融合方法.     

自适应滤波器的神经网络生成及遥感图像处理新应用

图像自适应滤波是非线性的图像变换，有广泛的应用场景。传统的图像自适应滤波器均是专家设计的，如双边滤波器和形状自适应滤波等。CNN作为特征提取和非线性能力表达的有效工具，可用于学习构造图像自适应滤波器。本文首先介绍了图像自适应滤波器的生成网络，继而介绍了图像自适应滤波的两个图像处理的新应用：不同时相间的图像变换用于图像插值、不同波段间的图像变换用于图像融合。从这两类应用中，可以窥见图像自适应滤波在构建图像非线性变换方面的应用能力。     

基于加权滤波经验模式分解的遥感图像融合

加权滤波经验模式分解(weighted filter empirical mode decomposition,WFEMD)作为一种新的多尺度、多分辨率分析方法,与小波、超小波和现有二维经验模式分解方法相比,更加适合于二维图像中的细节特征分析。该方法运用自适应加权滤波器直接求取均值面,解决了传统二维经验模式分解(empirical mode decomposition,EMD)方法的固有缺陷;将WFEMD方法引入遥感图像融合,能够更好地提取原始图像的特征,为图像融合提供更多的信息。鉴于此,提出了一种基于WFEMD变换的图像融合方法。首先,利用WFEMD的自适应性、多尺度性和高频细节信息的强获取能力,将待融合的图像分别进行WFEMD分解,对不同图像的内涵模式分量(intrinsic mode functions,IMF)按照该文提出的细节/背景原则进行融合,剩余分量按照平均原则进行融合。最后,将融合后的内涵模式分量重构,获取融合图像。实验证明,该方法的融合效果优于其他图像融合方法。     

基于Contourlet变换的遥感图像融合方法研究

为了充分利用多源遥感图像的影像信息,针对不同分辨率的遥感图像进行融合算法研究。通过对基于小波变换(warelet transform,WT)与IHS变换的改进算法研究,提出了基于轮廓波变换(Contourlet transform,CT)与IHS变换的改进算法:结合传统IHS彩色空间变换,将经IHS变换获得的多光谱图像亮度分量与原全色图像分别进行CT;然后对得到的低频分量采用自适应融合规则、高频分量采用基于区域相似度的阈值控制规则分别进行融合;最后对融合后的高频和低频分量进行Contourlet逆变换,得到最终的融合图像。对比实验结果表明:本文提出的方法能够在有效保留光谱信息的同时,纳入全色图像丰富的空间细节信息。融合之后的结果图像与原多光谱图像具有更高的相关系数和更小的光谱畸变度,并且信息熵和标准差较传统WT及CT更优,具有一定的实用性。     

基于分层图像融合的SAR图像可视化增强方法

提出了一种基于分层图像融合的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像可视化增强方法。根据SAR图像特点,通过图像灰度级分层、融合等处理,并在图像融合时加入动态范围约束条件进行求解,对SAR图像做了可视化增强处理,处理得到的图像动态范围满足显示打印等设备动态范围约束条件,且与常规方法相比能更多地保留原图细节信息。实验结果表明了本文方法的有效性。     

基于最佳指数与HSV彩色空间的SAR图像伪彩色融合

针对极化SAR图像的伪彩色融合问题,本文提出了最佳指数模型结合HSV变换的伪彩色融合的方法。首先,将4个极化数据进行滤波去噪处理,计算4个极化通道的OIF值,以OIF值为依据选择3个极化方式作为最佳极化组合,并分别赋予RGB颜色通道,得到伪彩色融合图像;然后,将RGB彩色图像变换到HSV色彩空间,分别提取出色度分量H、饱和度分量S、亮度分量V1;同时,将颜色合成之外的第四个极化通道的灰度值作为亮度分量V2,将V1和V2进行加权平均,得到新的亮度分量V。最后,将新的分量V和分量H、S逆变换到RGB空间,得到新的伪彩色融合图像。利用RADARSAT-2全极化数据进行了实验,并和分解伪彩色结果对比,从主观观察和客观定量两个方面对伪彩色融合图像的质量进行了评价,验证了Pauli提出方法的有效性。     

面向影像地图色域映射算法研究

为了使影像地图跨媒介传递色彩失真最小,本文提出一种面向影像地图色域映射算法。首先,使用双边滤波对影像地图进行预处理,分解出低频和高频图像,根据人眼空间域视觉感知理论,对低频图像采用保护彩度裁切法,对高频图像采用保护明度压缩法,最后融合两幅映射后图像并再次映射至目标色域,使用图像结构相似度和S-CIELAB色差模型进行客观评价,并与HPMINΔE法、SGCK法及Bala提出算法进行比较。结果表明,面向影像地图色域映射算法在图像结构相似度和图像色差上都比其他算法稍好。因此,面向影像地图色域映射算法能提高影像地图的映射质量,可同时保护影像地图影像细节和矢量符号色彩。     

基于可操纵金字塔和IHS变换的遥感影像融合

提出了一种基于可操纵金字塔和IHS变换的遥感影像融合方法。对多光谱（MS）图像的强度分量和全色图像（PAN）分别进行可操纵金字塔分解,针对金字塔分解后的低频、高频和各带通子图像分别采取不同的融合规则获得融合子图像,再先后通过可操纵金字塔框架下的逆变换和IHS逆变换得到融合图像。实验结果表明,该方法在增强影像细节信息、保...     

基于多尺度特征融合的遥感影像目标检测

提出基于多尺度特征融合的遥感影像目标检测方法,本文利用选择性搜索算法对原始数据进行滤波处理和二值化处理,提取遥感影像目标区域图像数据,采用RBM技术获取遥感影像目标的语义特征和细节特征,在此基础上,建立融合网络,对影像目标的语义特征和细节特征进行变形卷积操作和池化操作,将目标的语义特征和细节特征进行多尺度融合,获取目标的深度特征,进而定位遥感影像目标。实验证明,设计方法遥感影像目标检测时间短,可以快速检测到遥感影像目标。     

联合双边滤波器和小波阈值收缩去噪算法研究

针对现有去噪算法去噪不彻底、噪声误判、损害图像边缘和纹理细节信息的缺点,提出一种联合双边滤波器和小波阈值收缩图像去噪算法。首先,使用双边滤波器对含有噪声图像进行分层;其次,对不同分层结果,选择不同滤波器进行去噪:高对比度层采用双边滤波器,低对比度层采用小波阈值收缩去噪方法;最后,融合高、低对比度层去噪图像,实现有效去除噪声的同时,保证图像信息完整。实验结果表明,本文算法的峰值信噪比达到40.99 d B,比非局部均值滤波、双边滤波器、小波阈值收缩和偏微分方程图像去噪算法分别提高了7.79%,3.56%,11.22%和1.91%;与此同时,还能有效保留图像边缘和纹理等细节信息。     

利用小波分析改进Brovey遥感影像融合方法

Brovey变换的遥感图像融合方法要求高分辨率全色波段和多光谱波段的光谱响应范围要一致或相近,从而限制了遥感数据的融合,存在着融合图像受噪点影响大、高分辨率影像零星细节保留过多等缺点。文中针对以上问题,引入了小波分析的方法进行改进。首先在小波多分辨率基础上对高分辨率影像进行去噪及边缘增强,然后在小波分析基础上与多光谱影像进行融合。通过实验发现,改进后得到的融合图像与原方法融合图像相比,细节信息更为突出,整体信息更为丰富,基本达到了改进的目的。     

混沌蜂群优化的NSST域多光谱与全色图像融合

为有效融合多光谱图像的光谱信息和全色图像的空间细节信息,提出了一种基于混沌蜂群优化和改进脉冲耦合神经网络(PCNN)的非下采样Shearlet变换(NSST)域图像融合方法。首先对多光谱图像进行Intensity-HueSaturation(IHS)变换,全色图像的直方图按照多光谱图像亮度分量的直方图进行匹配;然后分别对多光谱图像的亮度分量和新全色图像进行NSST变换,对低频分量使用改进加权融合算法进行融合,以互信息作为适应度函数,利用混沌蜂群算法找到最优加权系数。对高频分量采用改进脉冲耦合神经网络(PCNN)方法进行融合,再经NSST逆变换和IHS逆变换得到融合图像。本文方法在主观视觉效果和信息熵、光谱扭曲度等客观定量评价指标上优于基于IHS变换、基于非下采样Contourlet变换(NSCT)和非负矩阵分解(NMF)、基于NSCT和PCNN等5种融合方法。本文方法在提升图像空间分辨率的同时,有效地保留了光谱信息。     

多光谱遥感图像的自适应各向异性扩散滤波

图像滤波预处理不仅有助于增强图像信噪比和减少类间(intra-c lass)光谱可变性,而且还能够对影像中亮度均匀的区域进行平滑,从而为影像地物识别、分割和分类提供有力的支持。在Pope和Acton提出的两个多光谱图像各向异性扩散滤波模型的基础上,通过各向异性扩散和稳健统计学的联系,建立了基于B iwe ight Estim ator误差模型的扩散系数,同时利用非线性退化技术对梯度阈值的改进,提出了两个基于各向异性扩散方程的非线性滤波方法。提出的方法不仅能够有效地消除传感器随机噪声的影响,而且还能够很好地保持遥感图像上重要的细节边缘和影像质量。实验结果表明,不论是视觉效果还是质量统计分析,提出的扩散模型的性能优于Pope和Acton的各向异性扩散模型,是理想的多光谱图像保边缘滤波方法。