基于NSCT的SAR與可見光圖像融合算法

馮 穎, 賀興時(shí), 薛菁菁， 楊新社,

(1.西安工程大學(xué)理學(xué)院，西安 710048; 2.密德薩斯大學(xué)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，倫敦 NW4 4BT)

0 引言

合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一種具有全天時(shí)、全天候、強(qiáng)穿透力等特點(diǎn)[1]的主動(dòng)式相干微波遙感系統(tǒng)，能夠提供結(jié)構(gòu)信息豐富的SAR圖像。但SAR圖像中的目標(biāo)反射特性受頻率、反射角和極化方式的影響[2-4]，相同物體可能表現(xiàn)形式不同。光學(xué)圖像具有影像信息豐富的特點(diǎn)，但光學(xué)傳感器成像易受到自然天氣的影響。因此，將SAR與可見光圖像有機(jī)融合，可以互相取長補(bǔ)短，獲取更豐富的信息[5]。

由于SAR圖像與可見光圖像差異大，常見的融合方法容易導(dǎo)致細(xì)節(jié)與紋理信息的丟失。文獻(xiàn)[6]基于小波變換的SAR與多光譜圖像融合方法，保留了原始多光譜圖像的光譜性質(zhì)，但融合后SAR圖像基本表現(xiàn)為分散的點(diǎn)狀目標(biāo)，造成SAR圖像重要目標(biāo)信息的丟失;文獻(xiàn)[7]將Contourlet變換應(yīng)用于SAR與多光譜圖像的融合，利用了Contourlet變換的多分辨率、多方向性和較強(qiáng)的輪廓信息表達(dá)能力，融合效果有了較大的改善。 非下采樣Contourlet變換(NSCT)是一種真正的二維圖像表示方法[8]，不僅具有小波變換的多分辨率特性和最佳的時(shí)頻局部化特性，還具有優(yōu)良的方向性和和平移不變性。因此，基于NSCT的圖像融合方法，能夠更好地提取源圖像的特征，為融合圖像提供更多的有效信息。

1 非下采樣Contourlet變換

非下采樣輪廓波變換(NSCT)是通過采用非下采樣塔形濾波器組(Nonsubsampled Pyramid Filter Bank,NSPFB)和非下采樣方向?yàn)V器組(Nonsubsampled Directional Filter Bank,NSDFB)來實(shí)現(xiàn)的[9-10]，變換過程如圖1所示。首先利用NSPFB獲得圖像的多尺度分解，得到圖像的低頻子圖像和高頻子圖像，再利用NSDFB對(duì)各尺度圖像進(jìn)行方向分解，得到多尺度、多方向的子帶圖像[11-14]?！?br>