Pansharpening ist ein Verfahren, bei dem hochauflösende panchromatische und niedrigauflösende multispektrale Bilder zu einem einzigen hochauflösenden Farbbild kombiniert werden. [ 1 ] Google Maps und nahezu alle Kartenanbieter nutzen diese Technik zur Verbesserung der Bildqualität. Pansharpening erzeugt ein hochauflösendes Farbbild aus drei, vier oder mehr niedrigauflösenden multispektralen Satellitenbändern und einem entsprechenden hochauflösenden panchromatischen Band.

Niedrig aufgelöste Farbbänder + Hochauflösendes Graustufenband = Hochauflösendes Farbbild

Solche Bandkombinationen sind in Satellitendatensätzen üblich, beispielsweise in Landsat 7 , das sechs multispektrale Bänder mit 30 m Auflösung, ein thermisches Infrarotband mit 60 m Auflösung sowie ein panchromatisches Band mit 15 m Auflösung umfasst. Auch die kommerziellen Datenpakete von SPOT , GeoEye und Maxar enthalten häufig sowohl niedrigauflösende multispektrale Bänder als auch ein einzelnes panchromatisches Band. Einer der Hauptgründe für diese Konfiguration von Satellitensensoren ist die Reduzierung von Gewicht, Kosten, Bandbreite und Komplexität. Pan Sharpening nutzt räumliche Informationen im hochauflösenden Graustufenband und Farbinformationen in den multispektralen Bändern, um ein hochauflösendes Farbbild zu erzeugen. Dadurch wird die Auflösung der Farbinformationen im Datensatz an die des panchromatischen Bandes angepasst.

Eine gängige Klasse von Algorithmen für das Pansharpening wird als „Komponentensubstitution“ bezeichnet [ 2 ] und umfasst üblicherweise die folgenden Schritte:

  • Upsampling: Die Farbbänder werden auf die gleiche Auflösung wie das panchromatische Band hochskaliert;
  • Ausrichtung: Die hochskalierten Farbbänder und das panchromatische Band werden ausgerichtet, um Artefakte aufgrund von Fehlregistrierungen zu reduzieren (im Allgemeinen ist dieser Schritt nicht erforderlich, wenn die Daten vom selben Sensor stammen);
  • Vorwärtstransformation: Die hochskalierten Farbbänder werden in einen alternativen Farbraum transformiert (in dem die Intensität orthogonal zur Farbinformation ist);
  • Intensitätsanpassung: Die Intensität der Farbbänder wird an die Intensität der Panoramabänder im transformierten Farbraum angepasst;
  • Komponentensubstitution: Das Pan-Band wird dann direkt durch die transformierte Intensitätskomponente ersetzt;
  • Umgekehrte Transformation: Die umgekehrte Transformation wird unter Verwendung der ersetzten Intensitätskomponente durchgeführt, um zurück in den ursprünglichen Farbraum zu transformieren.

Gängige Farbraumtransformationen für das Pan-Sharpening sind HSI (Farbton-Sättigung-Intensität) und YCbCr . Dieselben Schritte lassen sich auch mittels Wavelet-Zerlegung oder PCA durchführen , indem die erste Komponente durch das Pan-Band ersetzt wird.

Pan-Sharpening-Verfahren können aufgrund der Eigenschaften des panchromatischen Bandes zu spektralen Verzerrungen bei der Bearbeitung von Satellitenbildern führen. Das panchromatische Band von Landsat ist beispielsweise nicht empfindlich für blaues Licht. Daher stimmen die spektralen Eigenschaften des rohen, pan-geschärften Farbbildes möglicherweise nicht exakt mit denen des entsprechenden niedrig aufgelösten RGB-Bildes überein, was zu veränderten Farbtönen führt. Aus diesem Grund wurden zahlreiche Algorithmen entwickelt, die versuchen, diese spektrale Verzerrung zu reduzieren und visuell ansprechende Bilder zu erzeugen.

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ AL Smadi, Ahmad (18. Mai 2021). „Intelligenter Pansharpening-Ansatz mittels kernelbasierter Bildfilterung“ . IET Image Processing . 15 (11): 2629–2642 . doi : 10.1049/ipr2.12251 .
  2. ^ "WorldView-2 Pan-Sharpening" (PDF) .{{cite journal}}: Zeitschrift zitieren erfordert |journal=( Hilfe )