Multispectral and hyperspectral image fusion in remote sensing: A survey

遥感中的多光谱和高光谱图像融合:一项调查

把融合方法分为:全色锐化、基于分解、基于机器学习;总结了常用数据集和性能评估指标;提出未解决的问题绘制指导方针。

针对这一任务,有叫多光谱与高光谱融合、高光谱超分辨率、高光谱锐化、超锐化

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  • 全色锐化相关方法

    HS和MS图像融合的第一个方法是借用pansharpening的基于小波的技术。Pansharpening(全色锐化)是指将MS图像与分辨率更高的PAN图像进行融合,从而显示出更好的空间分辨率。Pansharpening算法可以分为四个不同的类别,即多分辨率分析、成分替换、基于变分优化和机器学习。

    使用pansharpening方法来解决不同的图像融合任务的想法已被广泛利用。

    为了使该问题适用于经典pansharpening,进一步面临的问题是波段分配问题,即应该选择哪些高空间分辨率的MS波段来提高给定HS波段的空间分辨率。(事实上,在开发pansharpening方法时,由于存在唯一的高空间分辨率图像(即PAN),所以没有考虑这个问题。)

    针对波段分配问题提出了波段选择波段合成两种方案

    • 波段选择

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      主块用红框表示。其思想是根据分配算法创建组。属于给定组的所有HS波段都使用相同的MS波段增强,从而将问题转向经典pansharpening,其中PAN图像由给定的MS波段表示。为了定义分配算法,我们可以利用不同的标准,这些标准可以分为两个主要的子类别。

      类别1:静态赋值

      ​ 这种情况下使用MS和HS传感器的相对光谱响应函数(rrs)度量。计算HS波段和MS波段之间的相似度度量。最大相似度准则用于赋值。不同的度量标准产生不同的算法。比如两个rrs的质心之间的欧氏距离的最小化。

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      类别2:基于动态分配

      ​ 在这种情况下,相似度度量直接定义在采集的图像上(依赖于图像的算法),从而导致不同采集的不同分配,即使来自同一对传感器。计算每个HS图像与所有MS图像集之间的相似度度量。

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    • 波段合成

      这种软决策方案如图所示,其中主块用红框表示。其思想是从所有的MS光谱波段集合开始,为每个HS波段合成一个HR图像。合成的模型是线性的。线性组合的权重是通过最小化下采样的MS与低分辨率HS之间的均方根误差得到的。然后将合成的Vj与对应的Hj相融合就得到了融合后的 H j ^ \widehat{H_j}

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