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遥感影像融合的综合评价 李小春 陈鲸 (西南电子电信技术研究所重点实验室，成都，610041) 摘要：随着图像融合技术的发展，寻找一种客观的评价图像融合的方法变得越来越迫切，它 可以为不I刊场合下选取不同的算法提供有效的依据。本文研究了遥感影像融合的客观评价方 法，红对其进行比较与分析的基础上，提_}i_{了一种遥感影像的综合评价方法，并将其应用于多 光谱与全色图像的融合，结果表I刿本文所提的综合评价方法对遥感影像融合方法的选择提供了 客观、有效的依据。 关键词：幽像融合，客观评价，小波变换，主成分分析，熵 l 引言 图像融合作为一种有效的信息融合技术，由于融合算法的多样性，及同～融合算法对不同图像 融合效果的多变性，寻找一种比较客观的评价融合图像效果的方法，可以为计算机在不同场合一t-选 取效果最佳的融合算法提供依据。图像融合的评价分主观评价和客观评价，有效的客观评价方法要 求得到的结果与主观评价的结果相吻合，这样的客观评价标准才是实用和有效的。目前出现的客观 评价标准中，有些标准引入了理想图像作为参考，实际上这样的做法对遥感图像是欠妥的，因此寻 找不依赖理想图像的客观评价标准是本文的目标。一种客观评价方法的含义包括： (1)抽取输入 图像中所有的重要的视觉信息，比如亮度、色彩反差，纹理与色彩的丰富程度等， (2)度量融合 过程将信息正确的转化到输出图像的能力。本文通过对客观评价方法的比较与分析，提出了一种采 用融合方法的综合评价方法，通过仿真结果的比较，表明本文所提算法是非常有效的。 2 融合效果综合评价 2．1融合效果评价方法与分析 遥感影像的客观评价可以粗略的分为四大类：基于统计特性的评价、基于清晰度的评价、基于 信息量的评价、基于重要因子保护信息的评价。 2．1．1基于统计特性的评价 1)均值和标准差 均值就是像素的平均灰度值，对人眼反映为平均亮度：标准差反映了相对灰度均值的离散状 况，标准差越火，灰皮分布越分散。一般认为平均灰度接近128和更大方差的图像有较好的视觉效 果。 均值和标准差可以采用对图像像素直接运算的方法： 舻赤善刚∽ std== 也可采用对灰度统计分布的方法： ；：∑L-I即(g) g=O 盯。，= 数的比值，L为灰度级。仿真结果表明，这两种方法结果是等效的。 2)图像光谱的扭曲度 光谱扭曲定义为： D 2赤；；陟一只。川 图像光谱扭曲程度直接反映了多光谱图像的光谱失真程度，其中D为光谱扭曲值，M×N为 图像的大小，f，，f，分别为融合增强后和原始图像上(i，j)点的灰度值。 融合图像与两幅原始图像的总体扭曲度为： 万一Dl+D2 2 3)基于光谱信息的评价 光谱信息的评价是对小波分解后的图像在水平、垂直、对角三个方向的空间分辨率的综合评 价，公式为： 别为源图像与融合图像经小波分解后的系数矩阵。光谱信息的评价是指基于图像光谱分辨率而言的 分析方法。 2．1．2基于清晰度的评价 1)平均梯度 M ! N--———-·．——·一 一T： ∑∑√(△，2+△y2) 1=1 (M一1)(Ⅳ一1) J=l