Unmixing-based fusion of hyperspectral images with high spatial resolution images

Abstract

Özetçe-Hiperspektral görüntüler çok yüksek spektral çözünürlükte veri sağlamakla birlikte teknik kısıtlardan dolayı düşük uzamsal çözünürlüğe sahiptir. Bu görüntülerin yüksek uzamsal çözünürlüklü görüntülerle kaynaştırılması hem spektral hem de uzamsal çözünürlüğü yüksek zengin içerikli veriler elde edilmesini sağlar. Bu çalışmada düşük uzamsal çözünürlüğe sahip hiperspektral görüntülerin çözünürlüklerinin artırımı amacıyla yüksek uzamsal çözünürlüğe sahip çok bantlı (multispektral) görüntülerle kaynaştırılmasında spektral katışım temelli kaynaştırma yöntemleri önerilmektedir. Buna göre, hiperspektral görüntüden çıkartılan son elemanlar, yüksek çözünürlüklü görüntüye adapte edilmekte ve elde edilen yüksek çözünürlüklü katışım oranları kaynaştırılmış görüntüyü elde etmekte kullanılmaktadır. Yöntem sentetik ve gerçek olmak üzere hiperspektral ve çok bantlı bileşenlerin girdi olarak kullanıldığı iki veri setinde test edilmiştir. Yöntem, görüntü kaynaştırmada kullanılan klasik yöntemlere göre daha fazla başarım sağlamıştır. Anahtar kelimeler -Hiperspektral; çok bantlı; kaynaştırma; çözünürlük; spektral katışım; son eleman.Abstract-Hyperspectral images having very high spectral resolution are subject to low spatial resolution due to technical constraints. Fusion of hyperspectral images with high resolution multispectral images produces high information-content, high spectral and spatial resolution images. In this study for spatial resolution enhancement of hyperspectral images we propose unmixing-based approaches of fusion with high spatial resolution images. Accordingly; end members extracted out of hyperspectral images are adjusted to multispectral images and they are used to derive high resolution abundances to end up with a fused image. Method is applied on two datasets with hyperspectral and multispectral components as input one being a synthetic and other a real dataset. Method produced better accuracy over conventional methods used in image fusion. Bu çalışma TÜBİTAK tarafından 111E052 no'lu proje kapsamında desteklenmiştir. 978-1-4673-5563-6/13/$31.00 ©2013 IEEE a b c d e f Şekil 3: Kaynaştırma sonucunda oluşan bantların RGB (31-20-13. bantlar) gösterimi a) orijinal Hyperion, b) orijinal IKONOS c) SFIM, d) SSCN, e) FCLS temelli kaynaştırma f) bulanık temelli kaynaştırma