Tesis:
Diseño, evaluación y aplicación de nuevas estrategias para fusión de imágenes de satélite
- Autor: LILLO SAAVEDRA, Mario Fernando
- Título: Diseño, evaluación y aplicación de nuevas estrategias para fusión de imágenes de satélite
- Fecha: 2005
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: FACULTAD DE INFORMATICA
- Departamentos: ARQUITECTURA Y TECNOLOGIA DE SISTEMAS INFORMATICOS
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: GONZALO MARTIN, Consuelo
- Resumen: Existe una amplia gama de aplicaciones en el campo de la teledetección, en las que se requiere disponer de imágenes con una alta resolución espectral y espacial. Una forma de disponer de este tipo productos, a costes relativamente accesibles, es la utilización de técnicas de fusión de imágenes. Es obvio, que para obtener resultados de una precisión adecuada, es fundamental definir de una manera objetiva, la calidad de las imágenes resultantes.En la literatura, están descritas una gran variedad de técnicas de fusión de imágenes. Aun cuando las bases teóricas en las que se sustentan la mayoría de estas técnicas permitirían la fusión de muy diferentes tipos de imágenes de satélite, un porcentaje muy elevado de aplicaciones se restringe a la fusión de una imagen multiespectral con una pancromática.En la presente Tesis Doctoral, se han diseñado, evaluado y aplicado nuevas estrategias de fusión de imágenes multiespectrales y pancromáticas que integran de una manera objetiva la información proveniente de las imágenes fuente, mediante el establecimiento de un compromiso entre la calidad espectral y la espacial de la imagen final fusionada.En una primera etapa de esta Tesis, se plantearon nuevas estrategias de fusión de imágenes basadas en el Modelo de Mezcla Lineal (MML). Para ello se definieron ciertas funciones objetivos que permitieron controlar la contribución de la información procedente de las imágenes fuente a la imagen fusionada, y que fueron optimizadas mediante algoritmos estocásticos, tales como el de Simulating Annealing y Algoritmos Genéticos. En una segunda etapa, se planteó una nueva estrategia de fusión mediante el uso de la transformada de Fourier, utilizando filtros adaptados que permitiese controlar la cantidad y calidad de la información que se debe integrar en la imagen fusionada. Se propusieron dos criterios objetivos para la sintonización de los filtros, basados en los niveles de entropía y potencia de las imágenes fuente. Además, se planteó otra estrategia de fusión basada en la transformada de Wavelet, calculada mediante el algoritmo de Mallat. Para ello se adaptaron los coeficientes asociados a la Wavelet madre a las características de las imágenes fuente. Estos coeficientes fueron estimados a partir de los parámetros asociados a los filtros tipo FIR, calculados en la fusión mediante la transformada de Fourier.Para estimar la calidad espectral de las imágenes fusionadas de forma cuantitativa, se utilizó el índice ERGAS, mientras que para la evaluación de la calidad espacial, se propuso un nuevo índice, basado en el anterior y definido en el mismo dominio que el ERGAS espectral, lo que ha permitido establecer un compromiso entre la calidad espacial y espectral de las imágenes fusionadas.Además, se propuso una nueva estrategia de fusión basada en la transformada de Wavelet, calculada mediante el algoritmo à trous. A partir de los Índices de calidad ERGAS, tanto en su versión espectral como espacial, se determinaron factores de ponderación de los coeficientes Wavelet asociados a la imagen pancromática, con objeto de establecer un mecanismo que permitiese controlar el compromiso entre la información espectral y espacial, aportada por las imágenes fuente.En una tercera etapa, se llevaron a cabo comparaciones cualitativas y cuantitativas entre las imágenes fusionadas mediante las estrategias de fusión propuestas e imágenes obtenidas a partir de la estrategia de fusión basada en la transformada deWavelet Mallat estándar. Este análisis permitió óptimas de utilización de cada una de ellas, lo que permitió seleccionar la más adecuada para una determinada aplicación.En la última etapa de esta Tesis, se abordó un problema concreto: la determinación del nivel de densidad de vegetación en viñedos mediante el uso de imágenes de satélite originales y fusionadas. Esta aplicación permitió probar, en problemas reales, la bondad de las imágenes fusionadas mediante la estrategia seleccionada.Los resultados obtenidos a lo largo de esta Tesis, permiten concluir que las fusiones obtenidas por medio de las metodologías y esquemas propuestos, integran de forma equilibrada la información proveniente de las imágenes fuente, logrando así una imagen con un compromiso objetivo entre su calidad espacial y espectral.