T E L K O M N I K A ,   V o l . 1 0 ,   N o . 3 ,   S e p t e m b e r   2 0 1 2 ,   p p .   5 5 1 ~ 5 5 6   I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   a c c r e d i t e d   b y   D G H E   ( D I K T I ) ,   D e c r e e   N o :   5 1 / D i k t i / K e p / 2 0 1 0           5 5 1       R e c e i v e d   M a y   2 ,   2 0 1 2 ;   R e v i s e d   J u n e   3 ,   2 0 1 2 ;   A c c e p t e d   J u n e   1 3 ,   2 0 1 2   A   N e w   T e c h n o l o g y   o f   R e m o t e   S e n s i n g   I m a g e   F u s i o n         W e i   F e n g 1 ,   W e n x i n g   B a o * 2   Sc h o o l   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   En g i n e e r i n g ,   Be i f a n g   U n i v e r s i t y   f o r   N a t i o n a l i t i e s   Y i n c h u a n   N i n g x i a ,   P. R . C h i n a   e - m a i l :   b w x 7 1 @ 1 6 3 . c o m * 2       A b s t r a k   T r a n s f o r m a s i   p a k e t   W a v e l e t   m e n o n j o l   d i   b i d a n g   f u s i   c i t r a   k a r e n a   k a r a k t e r i s t i k   f r e k u e n s i n y a   y a n g   b a i k ,   d a n   j a r i n g a n   s y a r a f     b e r p a s a n g a n   p u l s a   ( PC N N )   m e m i l i k i   k e u n g g u l a n   y a n g   u n i k   d a l a m   p e n g o l a h a n   c i t r a .   U n t u k   m e n g a t a s i   m a s a l a h   f u s i   c i t r a   p e n g i n d e r a a n   j a u h   s p e k t r u m   j a m a k ,   d a l a m   m a k a l a h   i n i ,   k a m i   m e n g a j u k a n   s e b u a h   a l g o r i t m a   m e n g k o m b i n a s i k a n   p a k e t   w a v e l e t   d a n   PC N N   b e r d a s a r k a n   a l g o r i t m a   t r a n s f o r m a s i .   Al g o r i t m a   i n i   a k a n   d i l a k u k a n   s e b a g a i   b e r i k u t .   Pe r t a m a ,   g a m b a r   T M   a k a n   d i u b a h   m e n j a d i   r u a n g   H I S,   d a n   k e m u d i a n   k o m p o n e n   p e n c a h a y a a n   d a n   g a m b a r   r e s o l u s i   t i n g g i   a k a n   d i p e c a h   m e n j a d i   s k a l a   j a m a k   o l e h   p a k e t   w a v e l e t .   Ke d u a ,   s e s u a i   d e n g a n   k a r a k t e r i s t i k   d o m a i n   f r e k u e n s i   d a r i   d e k o m p o s i s i   p a k e t   w a v e l e t ,   k a m i   m a s i n g - m a s i n g   m e n g g u n a k a n   m e t o d e   r a t a - r a t a   t e r t i m b a n g   d a l a m   d o m a i n   f r e k u e n s i   r e n d a h   d a n   m e t o d e   PC N N   d a l a m   d o m a i n   f r e k u e n s i   t i n g g i   u n t u k   m e m i l i h   k o e f i s i e n   r e k o n s t r u k s i .   k o m p o n e n   l u m i n a s i   b i s a   d i d a p a t k a n   m e n y a t u   d e n g a n   m e n g a m b i l   i n v e r s   t r a n s f o r m a s i   p a k e t   w a v e l e t   u n t u k   d i b a n g u n   k e m b a l i .   Ak h i r n y a ,   k i t a   d a p a t   m e m p e r o l e h   c i t r a   f u s i   d e n g a n   m e n g a m b i l   i n v e r s   t r a n s f o r m a s i   H I S.   H a s i l   e k s p e r i m e n   m e n u n j u k k a n   b a h w a   a l g o r i t m a   t i d a k   h a n y a   d a p a t   m e n y i m p a n   i n f o r m a s i   s p e k t r a l ,   t e t a p i   j u g a   s a n g a t   m e n i n g k a t k a n   r e s o l u s i   s p a s i a l   d a r i   c i t r a   s p e k t r u m   j a m a k   d e n g a n   m e m i l i k i   e f e k   f u s i   b a i k     Ka t a   k u n c i :   f u s i   c i t r a ,   H I S ;   j a r i n g a n   s y a r a f     b e r p a s a n g a n   p u l s a ,   p a k e t   w a v e l e t       A b s t r a c t     W a v e l e t   p a c k e t   t r a n s f o r m   s t a n d s   o u t   i n   t h e   f i e l d   o f   i m a g e   f u s i o n   f o r   i t s   g o o d   f r e q u e n c y   c h a r a c t e r i s t i c s ,   a n d   p u l s e   c o u p l e d   n e u r a l   n e t w o r k   ( PC N N )   h a s   a   u n i q u e   a d v a n t a g e   i n   i m a g e   p r o c e s s i n g .   T o   r e s o l v e   t h e   p r o b l e m   o f   m u l t i - s p e c t r a l   r e m o t e   s e n s i n g   i m a g e   f u s i o n ,   i n   t h i s   p a p e r ,   w e   p u t   f o r w a r d   a n   a l g o r i t h m   c o m b i n e d   t h e   w a v e l e t   p a c k e t   a n d   PC N N   b a s e d   o n   H I t r a n s f o r m . T h e   a l g o r i t h m   w i l l   b e   c a r r i e d   o u t   a s   f o l l o w s .   F i r s t l y ,   t h e   T M   i m a g e s   w i l l   b e   c o n v e r t e d   i n t o   H I s p a c e ,   a n d   t h e n   t h e   l u m i n a n c e   c o m p o n e n t   a n d   t h e   h i g h - r e s o l u t i o n   i m a g e   w i l l   b e   b r o k e n   i n t o   m u l t i - s c a l e   b y   w a v e l e t   p a c k e t .   Se c o n d l y ,   a c c o r d i n g   t o   t h e   f r e q u e n c y   d o m a i n   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   t h e   w a v e l e t   p a c k e t   d e c o m p o s i t i o n ,   w e   r e s p e c t i v e l y   u s e   a   m e t h o d   o f   w e i g h t e d   a v e r a g e   i n   t h e   l o w - f r e q u e n c y   d o m a i n   a n d   a   m e t h o d   o f   PC N N   i n   t h e   h i g h   f r e q u e n c y   d o m a i n   t o   s e l e c t   r e c o n s t r u c t i o n   c o e f f i c i e n t . W e   c a n   g e t   a   f u s e d   l u m i n a n c e   c o m p o n e n t   b y   t a k i n g   i n v e r s e   w a v e l e t   p a c k e t   t r a n s f o r m   t o   b e   r e c o n s t r u c t e d .   F i n a l l y ,   w e   c a n   o b t a i n   t h e   f u s i o n   i m a g e   b y   t a k i n g   i n v e r s e   H I S   t r a n s f o r m .   T h e   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   s h o w   t h a t   t h e   a l g o r i t h m   c a n   b e   n o t   o n l y   t o   r e t a i n   t h e   s p e c t r a l   i n f o r m a t i o n ,   b u t   a l s o   g r e a t l y   i m p r o v e   t h e   s p a t i a l   r e s o l u t i o n   o f   m u l t i s p e c t r a l   i m a g e s ,   h a s   a   g o o d   f u s i o n   e f f e c t       K e y w o r d s :   H I S,   i m a g e   f u s i o n ,   p u l s e   c o u p l e d   n e u r a l   n e t w o r k s ,   w a v e l e t   p a c k e         1 .     I n t r o d u c t i o n   T h e   p u r p o s e   o f   r e m o t e   s e n s i n g   i m a g e   f u s i o n   i s   t o   o b t a i n   t h e   f u s i o n   i m a g e   w i t h   h i g h   s p e c t r a l   r e s o l u t i o n   a n d   h i g h   s p a t i a l   r e s o l u t i o n   a t   t h e   s a m e   t i m e ,   a n d   i m p r o v e   t h e   c a p a b i l i t i e s   o f   a n a l y s i s   a n d   e x t r a c t i o n   o f   i m a g e   i n f o r m a t i o n , a n d   s o l v e   t h e   l a k e   o f   a   s i n g l e   s o u r c e   o f     i n f o r m a t i o n   c o n t e n t   o f   r e m o t e   s e n s i n g   i m a g e .   W i t h   t h e   c o n t i n u o u s   d e v e l o p m e n t   o f   r e m o t e   s e n s i n g   t e c h n o l o g y ,   m a n y   s c h o l a r s   a t   h o m e   a n d   a b r o a d   u s e d   p i x e l   l e v e l   f u s i o n   s u c h   a s   H S V   t r a n s f o r m ,   t h e   w e i g h t e d   a v e r a g e   m e t h o d   a n d   b r o v e y   i n   r e s e a r c h   o f   M u l t i s p e c t r a l   a n d   h i g h   r e s o l u t i o n   r e m o t e   s e n s i n g   i m a g e s   f u s i o n .   N o w a d a y s ,   i m a g e   f u s i o n   t e c h n i q u e   b a s e d   o n   w a v e l e t   t r a n s f o r m   i m a g e   f u s i o n   h a s   b e c o m e   a   h o t   t o p i c   o f   t o d a y ' s   r e s e a r c h .   T h e   p u l s e   c o u p l e d   n e u r a l   n e t w o r k   i s   t h e   n e u r o n   m o d e l   p r o p o s e d   b y   E c k h o r n   a n d   o t h e r   s y n c   p u l s e   o n   t h e   c a t ' s   v i s u a l   c o r t e x   n e u r o n s   i s s u e d   p h e n o m e n o n . I t   i s   a   n e w   n e u r a l   n e t w o r k   d i f f e r e n t   f r o m   t h e   t r a d i t i o n a l   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k . I t   h a s   b e e n   s u c c e s s f u l l y   a p p l i e d   i n   i m a g e   s e g m e n t a t i o n ,   i m a g e   e n h a n c e m e n t ,   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   a n d   o t h e r   f i e l d s . T h e   f u s i o n   a l g o r i t h m   p r o p o s e d   i n   L i t e r a t u r e   6 ,   c o m b i n i n g   w a v e l e t   p a c k e t   a n d   P C N N   s i m p l y ,   g o t   t h e   f u s i o n   i m a g e   o f     s e r i o u s   e d g e   s h i f t   .   T h i s   a l g o r i t h m   d e v e l o p s   a   n o v e l   i m a g e   f u s i o n   i d e a s .   E x p e r i m e n t s   s h o w   t h a t   t h i s   a l g o r i t h m   i s   a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                            I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   A   N e w   T e c h n o l o g y   o f   R e m o t e   S e n s i n g   I m a g e   F u s i o n   ( W e i   F e n g )   5 5 2 f e a s i b l e   a n d   e f f e c t i v e   m e t h o d   o f   i n t e g r a t i o n .   I t   i s   n o t   o n l y   t o   s o l v e   t h e   p r o b l e m   o f   e d g e   s h i f t ,   b u t   a l s o   g o o d   t o   r e t a i n   t h e   s p e c t r a l   i n f o r m a t i o n   a n d   t o   i m p r o v e   t h e   s p a t i a l   r e s o l u t i o n   .       2 .     T h e   P r o p o s e d   M e t h o d   2 . 1 .   P r i n c i p l e   o f   W a v e l e t   P a c k e t   T r a n s f o r m     W a v e l e t   p a c k e t   t r a n s f o r m   i s   b a s e d   o n   t h e   w a v e l e t   t r a n s f o r m   o f   f u r t h e r   d e v e l o p m e n t ,   a n d   h a s   m o r e   f l e x i b i l i t y .   I t   w i l l   d i v i d e   b a n d s   f o r   m u l t i - l e v e l   a n d   d e c o m p o s e   h i g h   f r e q u e n c y   p a r e   f u r t h e r   t o   r a i s e   t h e   t i m e - f r e q u e n c y   r e s o l u t i o n   ,   t h e   f o l l o w i n g   a r e   t h e   a l g o r i t h m s   o f   w a v e l e t   p a c k e t   d e c o m p o s i t i o n   a n d   r e c o n s t r u c t i o n .     S e t n j n j U t g Î ) ( , n j g   c a n   b e   e x p r e s s e d   a s   i n   ( 1 ) :   ) 2 ( ) ( , l t u d t g j l n n j l n j - = .                                                                                                                                                       ( 1 )     W a v e l e t   p a c k e t   d e c o m p o s i t i o n   a l g o r i t h m :   S o l v e { } n j l d 2 , a n d { } 1 2 , + n j l d b y { } n j l d , 1 + ,   a s   i n   ( 2 )   a n d   ( 3 ) .         n j k k l k n j l d a d , 1 2 2 , + - = .                                                                                                                                       ( 2 )         1 2 1 2 , + - + = j k k l k n j l d b d .                                                                                                                                       ( 3 )   W a v e l e t   p a c k e t   r e c o n s t r u c t i o n   a l g o r i t h m :   S o l v e { } n j l d , 1 + b y { } n j l d 2 , a n d { } 1 2 , + n j l d   ,   a s   i n   ( 4 ) .       ] [ 1 2 , 2 2 , 2 , 1 + - - + + = n j k k l n j k k k l n j l d g d h d .                                                                                 ( 4 )     2 . 2 .   P r i n c i p l e   o f   P C N N   m o d e l   d e s i g n     P C N N   ( P C N N   - P u l s e   C o u p l e d   N e u r a l   N e t w o r k )   ,   p u t   f o r w a r d   i n   t h e   1 9 0 0 s   b y   E c k h o r n ,   i s   a   s i m p l i f i e d     n e u r a l   n e t w o r k   m o d e l   b a s e d   o n   t h e   c a t ' s   v i s u a l   p r i n c i p l e .   I t   c o n s i s t s   o f   a   n u m b e r   o f   n e u r a l   e l e m e n t   w h i c h   c a n   i n t e r c o n n e c t   t o   f o r m   a   f e e d b a c k   n e u r a l   n e t w o r k .   P C N N   i n   t h e   D i g i t a l   i m a g i n g   a p p l i c a t i o n s   i s   a   s i n g l e - l a y e r   t w o - d i m e n s i o n a l   h o r i z o n t a l   c o n n e c t i o n   o f   p u l s e - c o u p l e d   n e u r o n s .   A   P C N N   n e u r o n   c o n s i s t s   o f   t h r e e   p a r t s :   r e c e i v i n g   p a r t ,   m o d u l a t i o n   p a r t   a n d   p u l s e   g e n e r a t o r .   T h e   b a s i c   m o d e l   a s   F i g u r e   1 :       Å Å T j v T j a Ä Ä Å   r e c e i v i n g   p a r t   m o d u l a t i o n   p a r t   p u l s e   g e n e r a t o r     F i g u r e   1 .     P u l s e   C o u p l e d   N e u r o n   M o d e l .       M a t h e m a t i c a l   e x p r e s s i o n   o f   P C N N   m o d e l   i n   i m a g e   f u s i o n   c a n   b e   e x p r e s s e d   , a s   i n   ( 5 ) :         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   3 ,     S e p t e m b e r   2 0 1 2   :     5 5 1     5 5 6   5 5 3   = - + - - = + = - + - - = = o t h e r w i s e n n U i f n Y n Y V n n n L n F n U n Y Y W V n L n L I n F i j i j i j i j i j i j i j i j i j n m M N m n m n i j L i j L i j i j i j , 0 ) ( ) ( : , 1 ) ( ) 1 ( ) 1 ( ) e x p ( ) ( ) ) ( 1 ( * ) ( ) ( ) 1 ( ) 1 ( ) e x p ( ) ( ) ( , , q q a q b a q q                                                                       ( 5 )     S u b s c r i p t   ( i ,   j )   i s   t h e   ( i ,   j )   e l e m e n t   o f   t h e   w a v e l e t   p a c k e t   d e c o m p o s i t i o n   c o e f f i c i e n t s ,   m   a n d   n   a r e   t h e   r a n g e   o f   n e u r o n s   c o n n e c t e d   w i t h   t h e   s u r r o u n d i n g .   E x t e r n a l   s t i m u l i i j F   e n t e r s   t h e   n e t w o r k ,   t h e   t h r e s h o l d s   o f   n e i g h b o r i n g   n e u r o n s   i n c r e a s e   t h r o u g h   t h e   f e e d b a c k   r a p i d l y   a n d   o u t p u t   p u l s e   s i g n a l   i j Y . M o d u l a t i o n   d o m a i n   m o d u l a t e s   t h e   i n f o r m a t i o n   w h i c h   c o m e   f r o m   t h e   i n p u t   f i e l d   a n d   t h e   s i g n a l   o f   l i n k s   d o m a i n ,   a n d   o u t p u t s   m o d u l a t i o n   r e s u l t s   i j U . B e c a u s e   t h e   p u l s e   g e n e r a t o r   i s   c o m p r i s e d   o f   t h e   v a r i a b l e   t h r e s h o l d   c h a r a c t e r i s t i c s   ,   l e a k a g e   c a p a c i t o r   i n t e g r a t o r   t o   t h e   n e t w o r k   o u t p u t   s i g n a l   a n d   t h e   h a r d   l i m i t e r   f u n c t i o n ,   i t   c a n   c o m p a r e   i j U w i t h   t h e   d y n a m i c   t h r e s h o l d   i j q ,   t h e n   o u t p u t   t h e   f o r m a t i o n   f r o m   t h e   n e u r o n   a n d   p r o d u c e   o f   t h e   p u l s e   s i g n a l   ( a l s o   k n o w n   a s   i g n i t i o n ) .     W a v e l e t   p a c k e t   t r a n s f o r m   i s   b a s e d   o n   t h e   w a v e l e t   t r a n s f o r m   o f   f u r t h e r   d e v e l o p m e n t .   I t   h a s   a   s t r o n g   s u i t a b i l i t y .   I t   c a n   m a k e   b a n d s   f o r   m u l t i - l e v e l   d i v i s i o n ,   a n d   i m p r o v e   t h e     t i m e - f r e q u e n c y   r e s o l u t i o n .   C o m p a r e d   w i t h   B P   n e u r a l   n e t w o r k ,   P C N N   w i l l   b e   a b l e   t o   e x t r a c t   u s e f u l   i n f o r m a t i o n   f r o m   t h e   c o m p l e x   b a c k g r o u n d   w i t h o u t   l e a r n i n g   c u r v e   o r   t r a i n i n g   . I t   h a s   s y n c   p u l s e   i s s u e d   a n d   g l o b a l   c o u p l i n g   c h a r a c t e r i s t i c s .   T h e   s i g n a l   f o r m   a n d   t h e   p r o c e s s i n g   m e c h a n i s m   i s   m o r e   i n   l i n e   w i t h   t h e   p h y s i o l o g i c a l   b a s i s   o f   h u m a n   v i s u a l   n e r v o u s   s y s t e m .   W a v e l e t   p a c k e t s   c o m b i n e d   w i t h   P C N N   a l g o r i t h m   g e t   a   m o r e   c l e a r e r     i n t e g r a t i o n   o f   r e s u l t s   w i t h   t h e   i m a g e   e d g e   d i s l o c a t i o n .   t h e   a l g o r i t h m   r e m o t e s   m o r e   d e t a i l e d   i n f o r m a t i o n   a t   t h e   s a m e   t i m e   t o   s o l v e   t h e   i m a g e   e d g e   d i s l o c a t i o n   o f   f u s i o n   i m a g e .         3 .     R e s e a r c h   M e t h o d   3 . 1 .   T h e   A r t i c l e   F u s i o n   A l g o r i t h m   T h i s   f u s i o n   a l g o r i t h m   f i r s t   t r a n s f o r m s   m u l t i - s p e c t r a l   i m a g e   t o   H I S   s p a c e ,   a n d   u s e s   w a v e l e t   p a c k e t   f o r   d e c o m p o s i t i o n   o f   I   c o m p o n e n t   a n d   h i g h   r e s o l u t i o n   i m a g e .   I n   t h e   h i g h   p a r t   a n d   l o w   f r e q u e n c y   p a r t   i t   u s e s   d i f f e r e n t   f u s i o n   r u l e s   t o   s e l e c t   t h e   w a v e l e t   p a c k e t   r e c o n s t r u c t i o n   c o e f f i c i e n t .   F i n a l l y ,   w e   o b t a i n   t h e   f i n a l   f u s i o n   i m a g e   b y   t a k i n g   t h e   w a v e l e t   p a c k e t   r e c o n s t r u c t i o n   a n d   i n v e r s e   H I S   t r a n s f o r m .   T h i s   m e t h o d   n o t   o n l y   k e e p s   t h e   s p e c t r a   o f   t h e   m u l t i   i m a g e   i n f o r m a t i o n   b u t   a l s o   o b t a i n s   g o o d   h i g h   r e s o l u t i o n   i m a g e   d e t a i l s .   S p e c i f i c   s t e p s   a r e   a s   f o l l o w s :   ·   P r e t r e a t m e n t   o f   t w o   i m a g e s   b y   g e o m e t r i c   c o r r e c t i o n ,   f i l t e r i n g ,   c o n t r a s t   e n h a n c e m e n t   a n d   s o   o n ;   ·   T r a n s f o r m   m u l t i - s p e c t r a l   i m a g e   i n t o   t h e   H S I   c o l o r   s p a c e   a n d   e x t r a c t   t h e   l u m i n a n c e   c o m p o n e n t I ,   a n d   u s e   h i s t o g r a m   m a t c h i n g   f o r   t h e   I   a n d   t h e   h i g h - r e s o l u t i o n   i m a g e ,   t h e n   u s e   w a v e l e t   p a c k e t   d e c o m p o s i t i o n   f o r   t h e   m a t c h e d   l u m i n a n c e   c o m p o n e n t   a n d   h i g h - r e s o l u t i o n   i m a g e s   t o   g e t   h i g h - f r e q u e n c y   c o e f f i c i e n t   a n d   l o w - f r e q u e n c y   c o e f f i c i e n t s   i n   t h e   s a m e   s c a l e ;   ·   C o n s t r u c t   P C N N   m o d e l ,   t h e n   i n i t i a l i z a t i o n   P C N N   p a r a m e t e r s ;   t h e   h i g h   f r e q u e n c y   c o e f f i c i e n t s   a f t e r   n o r m a l i z a t i o n   w i l l   e n t e r   i n t o   t h e   m o d e l   i n   t u r n   a s   a n   i n c e n t i v e   ;   ·   S e l e c t   t h e   h i g h - f r e q u e n c y   a n d   l o w - f r e q u e n c y   r e c o n s t r u c t i o n   c o e f f i c i e n t ;   ·   G e t   t h e   b r i g h t n e s s   c o m p o n e n t   ' ' I b y   t a k i n g   w a v e l e t   p a c k e t   r e c o n s t r u c t i o n ;   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                            I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   A   N e w   T e c h n o l o g y   o f   R e m o t e   S e n s i n g   I m a g e   F u s i o n   ( W e i   F e n g )   5 5 4 ·   T a k i n g   H ,   S   a n d ' ' I   r e v e r s e   c o n v e r s i o n   t o   t h e   R G B   c o l o r   s p a c e   t o   o b t a i n   t h e   f i n a l   f u s i o n   i m a g e .     T h i s   p a p e r   f u s i o n   p r o c e s s   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   2 :           F i g u r e   2 .     T h i s   p a p e r   i m p l e m e n t a t i o n   s t e p s       3 . 2 .   F u s i o n   R u l e s   T h e   f u s i o n   r u l e   o f   L o w - f r e q u e n c y   p a r t   u s e s   t h e   w e i g h t e d   a v e r a g e   t o   s e l e c t   l o w - f r e q u e n c y   c o e f f i c i e n t ,   a n d   h i g h - f r e q u e n c y   p a r t   u s e s   t h e   P C N N   m e t h o d   t o   s e l e c t   h i g h - f r e q u e n c y   c o e f f i c i e n t s .   E x t r a c t i o n   h i g h - f r e q u e n c y   c o e f f i c i e n t s   o f   I a n d   h i g h - r e s o l u t i o n   i m a g e s   o f   m u l t i - l a y e r   t w o - d i m e n s i o n a l   w a v e l e t   d e c o m p o s i t i o n   a n d   n o r m a l i z e   t h e m   b e t w e e n   [ 0 ,   1 ] . T h e   r e s u l t i n g   v a l u e   a s   a n   i n c e n t i v e   e n t e r s   t h e   P C N N   n e t w o r k .   S e t   t h e   m a x i m u m   n u m b e r   o f   i t e r a t i o n s   i s   N ,   c a l c u l a t e   t h e   t o t a l   n u m b e r M o f   t h e   ( x ,   y )   n e u r o n s   d u r i n g   t h e   n t h   i t e r a t i o n   a f t e r   t h e   p u l s e ,   a n d   s e l e c t   t h e   m o s t   p u l s e   t o t a l   n u m b e r   o f   p u l s e s   ( i g n i t i o n   n u m b e r   o f   t i m e s )   a s   t h e   u l t i m a t e   h i g h - f r e q u e n c y   f u s i o n   c o e f f i c i e n t .         4 .   E x p e r i m e n t a l   R e s u l t s   a n d   E v a l u a t i o n   R e s e a r c h   M e t h o d   T h e   e x p e r i m e n t a l   d a t a   u s e s   4 5 3   b a n d s   o f   T M   r e s o l u t i o n   m u l t i - s p e c t r a l   i m a g e   a n d   h i g h - r e s o l u t i o n   i m a g e s   o f   S a n d   L a k e   o f   N i n g x i a   p r o v i n c e   i n   2 0 1 0 .   T h e s e   b a n d s   c a n   b e   g o o d   a t   d e t e r m i n i n g   t h e   b o u n d a r i e s   o f   l a n d / w a t e r   a n d   h i g h l i g h t i n g   t h e   l i n e a r   f e a t u r e s   o f   w a t e r   b o d i e s ,   c i t i e s   a n d   m o u n t a i n s .   T h e   f u s i o n   i m a g e s   o f   v a r i e t y   o f   m e t h o d s   a r e   s h o w n   i n   F i g u r e   3 .   F i r s t ,   f r o m   t h e   s u b j e c t i v e   v i s u a l   o n   l o o k ,   t h e   f u s i o n   i m a g e   b y   H S V   a l g o r i t h m   h a s   d i m   b r i g h t n e s s   a n d   l o s t   m o r e   d e t a i l e d   i n f o r m a t i o n ;   t h e   d e f i n i t i o n   o f   ( d )   a n d   ( e )   i s   a   l i t t l e   b i t   h i g h e r ,   b u t   t h e   d e t a i l s   i n f o r m a t i o n   o f   ( d )   a r e   s t i l l   m i s s i n g ,   a n d   ( e )   h a s   m o r e   s e r i o u s   l o c a l   d i s t o r t i o n   a n d   o b v i o u s   p h e n o m e n o n   o f   e d g e   s h i f t .   T h i s   a l g o r i t h m   i s   b e t t e r   v i s u a l   e f f e c t   a n d   i m p r o v e s   t h e   s p a t i a l   r e s o l u t i o n   a n d   t h e   c l a r i t y   a t   t h e   s a m e   t i m e .   I t     r e t a i n s   m o r e   d e t a i l e d   f e a t u r e s   t o   h i g h   f r e q u e n c y   d e c o m p o s i t i o n .   S e c o n d l y ,   t h i s   p a p e r   u s e d   d e f i n i t i o n ,   i n f o r m a t i o n   e n t r o p y ,   a v e r a g e   g r a d i e n t   a n d   c o r r e l a t i o n   c o e f f i c i e n t   a s   o b j e c t i v e   e v a l u a t i o n   t o   c o m p a r e   a n d   j u d g e   t h e   p r o s   a n d   c o n s   o f   t h e   f u s i o n   r e s u l t s   o f   v a r i o u s   f u s i o n   m e t h o d .   A m o n g   t h e m :   t h e   i n f o r m a t i o n   e n t r o p y   a n d   c l a r i t y   r e f l e c t   t h e   i m a g e   s p a t i a l   q u a l i t y   o f   t h e   i n f o r m a t i o n ,   t h e   g r e a t e r   t h e   i n f o r m a t i o n   e n t r o p y   s h o w s   t h a t   t h e   s p a t i a l   i n f o r m a t i o n   o f   t h e   i m a g e   i s   m o r e   a b u n d a n t ;   t h e   g r e a t e r   d e f i n i t i o n   s h o w s   t h a t   t h e   i m a g e   i s   m o r e   c l e a r . T h e   g r e a t e r   t h e   a v e r a g e   g r a y   r e f l e c t s   t h e   m o r e   b r i g h t n e s s   i n f o r m a t i o n   o f   t h e   i m a g e .   A v e r a g e   g r a d i e n t   c a n   r e f l e c t   t h e   i m a g e   c o n t r a s t   o f   s m a l l   d e t a i l s   a n d   t e x t u r e   t r a n s f o r m   f e a t u r e s   s e n s i t i v e l y . T h e   d a t a   i s   s h o w n   i n   T a b l e   1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       T E L K O M N I K A     V o l .   1 0 ,   N o .   3 ,     S e p t e m b e r   2 0 1 2   :     5 5 1     5 5 6   5 5 5     ( a )                         ( b )     ( c )                             ( d )                               ( e )                                                 ( f )       F i g u r e   3 .     T h e   f u s i o n   i m a g e s   o f   v a r i o u s   a l g o r i t h m s : ( a )   T M   i m a g e ; ( b )   H i g h   R e s o l u t i o n   i m a g e ; ( c )   H S V ; ( d )   b r o v e y ; ( e )   w a v e l e t   p a c k e t   a n d   P C N N ; ( f )   t h e   a l g o r i t h m       T a b l e   1 .     O b j e c t i v e   e v a l u a t i o n   f o r m   o f   t h e   i m a g e   f u s i o n     R   G   B   M e a n   v a l u e   e n t r o p y   A v e r a g e   g r a d i e n t   H S V   1 5 . 1 3 4 1   1 4 . 9 0 6 6   1 5 . 0 2 2 6   1 2 2 . 5 2 1 2   7 . 5 4 7 2   1 6 . 4 7 0 1   b r o v e y   1 6 . 2 7 6 2   1 5 . 5 4 7 4   1 5 . 8 7 4 8   1 1 6 . 6 9 8 6   7 . 6 2 5 1   1 6 . 2 7 6 2   w a v e l e t p a c k e t   a n d   P C N N   1 5 . 7 4 3 1   1 4 . 9 7 8   1 5 . 3 5 8 2   1 1 8 . 1 2 9 9   7 . 1 4 5 0   1 5 . 7 4 0 5   t h e   a l g o r i t h m   1 7 . 8 8 7 6   1 6 . 3 9 9 2   1 6 . 0 1 9 6   1 1 9 . 0 2 1 2   7 . 8 0 4 6   1 7 . 8 9 5 9       F r o m   t a b l e   1   o f   t h e   e x p e r i m e n t a l   d a t a   w e   c a n   s e e   , t h e   d e f i n i t i o n ,   m e a n   g r a y ,   i n f o r m a t i o n   e n t r o p y   a n d   a v e r a g e   g r a d i e n t   o f   b r o v e y   a n d   w a v e l e t   p a c k e t   a n d   P C N N   m e t h o d s     i n f e r i o r   t o   t h i s   a l g o r i t h m . I t   s h o w s   t h a t   t h e   s p a t i a l   i n f o r m a t i o n   q u a l i t y   a n d   s p e c t r a l   q u a l i t y   o f   t h e   f u s i o n   i m a g e   b y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                            I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   A   N e w   T e c h n o l o g y   o f   R e m o t e   S e n s i n g   I m a g e   F u s i o n   ( W e i   F e n g )   5 5 6 t h e   a l g o r i t h m     a r e   b e t t e r   t h a n   t h e s e   o f   t h e   f u s i o n   i m a g e   b a s e d   o n   b r o v e y   a n d   w a v e l e t   p a c k e t   a n d   P C N N   m e t h o d . C o m p a r e   w i t h   H S V   m e t h o d ,   t h e   e f f e c t   o f   t h e   p r o p o s e d   m e t h o d   i n   m a i n t a i n i n g   t h e   i m a g e   b r i g h t n e s s   i n f o r m a t i o n   i s   n o t   a s   g o o d   a s   H S V ,   h o w e v e r ,   t h e   i n f o r m a t i o n   e n t r o p y ,   t h e   d e f i n i t i o n   a n d   t h e   a v e r a g e   g r a d i e n t   o f   t h e   m o t h o d   a r e   b e t t e r   t h a n   H S V   m e t h o d   , s o   t h e   e f f e c t   o f   t h i s   m e t h o d   i n   i m p r o v i n g   s p a t i a l   r e s o l u t i o n   i s   b e t t e r   t h a n   t h a t   o f   H S V   m e t h o d .   A l l   i n   a l l ,   t h i s   a l g o r i t h m   n o t   o n l y   r e t a i n s   t h e   s p e c t r a l   i n f o r m a t i o n ,   b u t   a l s o   g r e a t l y   i m p r o v e   t h e   s p a t i a l   r e s o l u t i o n   o f   m u l t i s p e c t r a l   i m a g e s ,   s o   i t   h a s   a   g o o d   f u s i o n   e f f e c t .       5 .     C o n c l u s i o n   T h i s   p a p e r   p r e s e n t s   a   f u s i o n   m e t h o d   i n   t h e   H S I   c o l o r   s p a c e ,   c o m b i n e d   w i t h   t h e   a d v a n t a g e   o f   h i g h - f r e q u e n c y   d e c o m p o s i t i o n   o f   w a v e l e t   p a c k e t   a n d   a d v a n t a g e   o f   t h e   h u m a n   v i s u a l   n e r v o u s   s y s t e m   o f   P C N N .   T h e   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   s h o w s   t h a t   b o t h   s u b j e c t i v e   a n d   o b j e c t i v e   e v a l u a t i o n   t h i s   a l g o r i t h m   h a s   o b t a i n e d   t h e   g o o d   f u s i o n   e f f e c t .   I t   n o t   o n l y   m a k e s   t h e   d e t a i l s   o f   t h e   i m a g e   s p a c e   r i c h e r ,   b u t   a l s o   g e t   a   b e t t e r   v i s u a l   e f f e c t .   T h e   e x p e r i m e n t   p r o v e d   t h a t   t h i s   m e t h o d   i s   f e a s i b l e .       A c k n o l e g m e n t   T h i s   w o r k   i s   s u p p o r t e d   b y   N a t i o n a l   N a t u r a l   S c i e n c e   F o u n d a t i o n   o f   C h i n a   ( 6 1 1 6 2 0 1 3 ) ,   t h e   I n d e p e n d e n t   r e s e a r c h   f o u n d a t i o n   o f   B e i f a n g   u n i v e r s i t y   o f   n a t i o n a l i t i e s ( 2 0 1 1 S D J 0 0 7 ) ,   t h e   P l a n n e d   s c i e n c e   a n d   t e c h n o l o g y   P r o j e c t   o f   N i n g x i a   P r o v i n c e   u n d e r   G r a n t   2 0 1 0   y e a r ,   g r a d u a t e   s t u d e n t   i n n o v a t i o n   p r o j e c t s   o f   B e i f a n g   u n i v e r s i t y   ( 2 0 1 2   X Y C 0 4 8 ) .         R e f e r e n c e s   [ 1 ]   J o h n s o n   L   J ,   P a d g e t t   M   L .   P C N N   m o d e l s   a n d   a p p l i c a t i o n s .   J o u r n a l   I EEE  T r a n s a c t i o n s   o n   N e u r a l   N e t w o r k s .   1 9 9 9 ;   1 0 ( 3 ) :   4 8 0 - 4 9 8 .   [ 2 ]   Y a n   J i n g w e n .   D i g i t a l   i m a g e   p r o c e s s i n g .   N a t i o n a l   D e f e n c e   I n d u s t r y   Pr e s s :     2 0 0 4 ;   ( 1 0 ) :   4 1 7 1 .   [ 3 ]   D e f e n g   Z h a n g   .   M AT L AB  w a v e l e t   a n a l y s i s .   M e c h a n i c a l   I n d u s t r y   Pr e s s :     2 0 0 8 :     1 6 0 .   [ 4 ]   L i   C h a o f e n g ,   Z e n g   Sh e n g g e n ,   X u   L e i .   I n t e l l i g e n t   p r o c e s s i n g   o f   r e m o t e   s e n s i n g   i m a g e s .   2 0 0 7 ;   ( 1 0 ) :   3 9 - 6 4 .   [ 5 ]   W a n a n g   Z   B ,   M a   Y   D ,   G u   J .   M u l t i - f o c u s   i m a g e   f u s i o n   u s i n g   PC - N N .   J o u r n a l   Pa t t e r n   R e c o g n i t i o n .   2 0 1 0 :   4 3 ( 6 ) :   2 0 0 3 - 2 0 1 6 .   [ 6 ]   L i w ,   Z h u   X   F .   n e w   i m a g e   f u s i o n   a l g o r i t h m   b a s e d   o n   w a v e l e t p a c k e t   a n a l y s i s   a n d   PC N N .   P r o c e s s i n g s   o f   t h e   F o u r t h   I n t e r n a - t i o n a l C o n f e r e n c e   o n   M a c h i n e   L e a r n i n g   a n d   C y b e r n e t i c s .   I EEE .   2 0 0 5 :   5 2 9 7 - 5 3 .   [ 7 ]   Pu l l a b h a t l a   S,   C h a n d e l   AK,   Ka n a s o t t u   AN .   I n v e r s e   S - T r a n s f o r m   Ba s e d   D e c i s i o n   T r e e   f o r   Po w e r   Sy s t e m   F a u l t s   I d e n t i f i c a t i o n .   T EL KO M N I KA   I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g .   2 0 1 1 :   9 ( 1 ) :   9 9 - 1 0 6 .   [ 8 ]   Pu l l a b h a t l a   S,   C h a n d e l   AK,   K a n a s o t t u   AN .   N e u r a l   N e t w o r k   Ba s e d   I n d e x i n g   a n d   R e c o g n i t i o n   o f   Po w e r   Q u a l i t y   D i s t u r b a n c e s .   T EL KO M N I KA   I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g .   2 0 1 1 ;   8 ( 2 ) :   2 2 7 - 2 3 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.