Fusión de imágenes multiespectrales mediante métodos multiescala y super-resolución

Resumen

Debido a la existencia de un compromiso entre resolución espacial y espectral, los sistemas de captación de imágenes de satélite a menudo ofrecen una imagen pancromática de alta resolución y una imagen multiespectral de baja resolución (MBR). Sin embargo, cada vez más aplicaciones, como detección de características, seguimiento de cambios, clasificación de la cobertura del suelo, etc. demandan la mejor resolución espacial y espectral. La fusión de imágenes es una potente herramienta que proporciona una imagen única con el contenido multiespectral de la imagen MBR original y una mayor resolución espacial. Durante las últimas dos décadas se han propuesto un gran número de métodos de fusión de imágenes multiespectrales. Los primeros esfuerzos basados en sustitución de componentes (IHS o PCS) y contribución espectral relativa (IM, Px+S o BT) aumentan la resolución espacial pero distorsionan el contenido multiespectral de la imagen MBR. Los métodos basados en filtrado reducen esta distorsión pero hasta recientemente, con la incorporación de los métodos mutiescala, la fusión de imágenes no ha obtenido resultados que se pueden usar para estudios cuantitativos de su contenido multiespectral. En los últimos años ha surgido con fuerza el concepto de super-resolución habiéndose aplicado con éxito al campo del procesamiento de vídeo y de imágenes tomadas con varias cámaras o varias exposiciones de una sola cámara. Este concepto se ha aplicado también con éxito a la fusión de imágenes multiespectrales. Por consiguiente, el objetivo de este proyecto es desarrollar, partiendo de los éxitos obtenidos en fusión de imágenes mutiespectrales mediante métodos multiescala y mediante super-resolución, nuevos métodos que aúnen ambos conceptos creando métodos flexibles que permitan el aumento de resolución espacial que prometen los métodos de super-resolución con la posibilidad de controlar la escala a la que se producen los cambios que proporcionan los métodos multiescala. La metodología de trabajo a seguir contempla una vertiente teórica y otra práctica. En cuanto a la vertiente teórica se realizará un estudio exhaustivo de los modelos, las técnicas y las herramientas existentes en la literatura que aportan soluciones a la fusión de imágenes multiespectrales, para a continuación diseñar nuevas técnicas que presenten un buen comportamiento en imágenes de satélite mejorando la resolución espacial mientras mantienen las características espectrales de las mismas. En cuanto a la vertiente práctica, habrá que implementar y validar las propuestas realizadas, probándolas sobre imágenes reales captadas del tipo Landsat ETM+, SPOT o MERIS. Así, consideramos las siguientes fases en el desarrollo de este proyecto: ¿ Preliminares: Estudio de las técnicas existentes para la fusión de imágenes multiespectrales. ¿ Desarrollo de nuevas técnicas: Núcleo central de la tesis, en la se que plantea el diseño e implementación de técnicas de fusión de imágenes multiespectrales que usan super-resolución y métodos multiescala. ¿ Experimentación: Prueba y comparación de las técnicas desarrolladas con las existentes y análisis de los resultados obtenidos.