FUSION OF MULTISPECTRAL AND PANCHROMATIC IMAGES FOR SPACE APPLICATIONS - FUSION D’IMAGES MULTISPECTRALES ET PANCHROMATIQUES POUR LES APPLICATIONS SPATIALES
Loading...
Date
2022-07-03
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Résumé (en Français) :
Dans les applications de télédétection, les méthodes avancées de fusion améliorent généralement la faible résolution spatiale (LSR) des images multispectrales (MS) en y injectant les détails spatiaux extraits de l'image panchromatique (PAN) à haute résolution spatiale (HSR). Différents modèles d'injection sont considérés. Les performances de fusion dépendent fortement de la précision de la modélisation et de l'estimation des paramètres du modèle. Cette thèse présente un algorithme de fusion optimisé basé sur la combinaison de la méthode bien connue Intensité-Teinte-Saturation (IHS) et d'une analyse multi-échelle en utilisant les ondelettes « à trous » (ATWT). Dans cette nouvelle approche, une combinaison des coefficients d'énergie et de corrélation entre les bandes MS et l'image PAN est considérée pour donner une nouvelle approximation des coefficients de pondération dans le modèle d'injection. Ensuite, la composante d'intensité est extraite des images MS sur-échantillonnées par transformation IHS. Les coefficients de pondération de la composante d'intensité sont calculés en utilisant le rapport d'énergie moyen entre la version passe-bas de l'image PAN, obtenue par transformation ATWT, et les bandes MS afin d'obtenir des informations plus détaillées. Ces informations sont ensuite injectées dans les bandes MS pour obtenir une image fusionnée avec une haute information spectrale et spatiale.
Les résultats expérimentaux de l'approche proposée, comparés à de nombreuses méthodes de fusion classiques et avancées, ont confirmé qu'elle peut injecter plus d'informations spatiales et assurer une meilleure préservation des couleurs. Par conséquent, elle peut réaliser un bon compromis entre les qualités spectrales et spatiales.
Les mots clés : fusion d’images, transformée Intensité-Teinte-Saturation, pansharpening, transformée ondelettes à trous.
Abstract (en Anglais) :
In remote sensing applications, state-of-the-art pansharpening methods generally improve the low spatial resolution (LSR) of multispectral (MS) images by injecting into them the spatial details extracted from the panchromatic (PAN) image with high spatial resolution (HSR). Different injection models are considered. Fusion performance is highly dependent on the precision of the modeling and the estimation of model parameters. This thesis presents an optimized pansharpening algorithm based on the combination of the well-known Intensity-Hue-Saturation (IHS) method and multiscale analysis by using the “à trous” wavelets (ATWT). In this new approach, a combination of the energy and correlation coefficients between the MS bands and the PAN image is considered to make a new approximation of the weighting coefficients in the injection model. Then, the intensity component is extracted from the upsampled MS images by IHS transformation. The weighting coefficients of the intensity component are computed by using the average energy ratio between the low-pass version of the PAN image, obtained by ATWT transformation, and the MS bands in order to obtain more detail information. This last is then injected into the MS bands to obtain a pansharpened image with high spectral and spatial information.
The experimental results of the proposed approach, compared with many classical and advanced pansharpening methods, have confirmed that it can inject more spatial information and ensure better color preservation. Therefore, it can achieve a good compromise between spectral and spatial qualities.
Keywords: Image fusion; Intensity-Hue-Saturation transform; Pansharpening; ‘‘a` trous” Wavelet transform.
Description
Doctorat en Sciences
