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IJFusion
Un framework dirigido a la fusión de imágenes de satélite

¿Qué es IJFusion?

IJFusion se concibió originariamente como un conjunto de extensiones para ImageJ, destinado a la fusión de imágenes y su control de calidad, desarrollado por el Laboratorio de Teledetección de la Facultad de Informática de la Universidad Politécnica de Madrid.

En la actualidad IJFusión es un framework de desarrollo enfocado a la fusión de imágenes de satélite, su control de calidad y al proceso de cálculo de parámetros óptimos de los métodos de fusión.

Características principales de IJFusion

La principales características de IJFusion como framework son:

  • Soporte para diversos métodos de fusión de imágenes:
    • Fusión basada en la transformada de Brovey (BT).
    • Fusión basada en análisis de componentes principales (PCA).
    • Fusión mediante sustitución IHS.
    • Fusión Fast IHS.
    • Fusión FIHS basada en la respuesta espectral (eFIHS SRF).
    • Fusión mediante transformadas Wavelet 'à trous' ponderado.
    • Fusión Multi-Resolución Multi-Direccional (MDMR).
  • Soporte para diversos índices de calidad de imágenes fusionadas:
    • Coeficiente de correlación.
    • RMSE.
    • Índice Zhou mediante filtro laplaciano.
    • ERGAS espectral.
    • ERGAS espacial.
    • Índice QU (Universal Quality Index).
    • Índice Q4 (basado en la teoría de los quaterniones).
  • Soporte para optimización de parámetros:
    • Simulated Annealing para fusión 'à trous' ponderado.
    • Simulated Annealing para fusión MDMR.
  • Soporte mediante plugins para ImageJ:
    • De los métodos de fusión, índices y procesos de simulación.
    • Edición de stacks.
    • Firma espectral.
    • Actualización automática.

¿En qué consiste la fusión de imágenes?

Dada la existencia de múltiples sensores para captar distinta información de un mismo medio, la fusión de imágenes surge como una técnica para poder combinar dicha información de una forma coherente. IJFusion concretamente está enfocado a sensores multiespectrales y pancromáticos de satélites. La fusión de imágenes en muchas ocasiones puede verse como el paso intermedio para otras aplicaciones como puedan ser: clasificaciones de un terreno, diagnósticos médicos, etc.

En esencia los algoritmos de fusión de imágenes, dentro del ámbito de la teledetección, podrían clasificarse en dos grandes bloques:

  • Fusión mediante operaciones aritméticas: Son algoritmos basados en operaciones sencillas de los píxeles (sumas, productos,...) y por tanto ofrecen la ventaja de ser algoritmos bastante rápidos y de bajo consumo de recursos (CPU y memoria).
  • Fusión mediante transformadas: Se realiza mediante transformaciones complejas que abarcan desde modelos de color, análisis de componentes principales, dominios de frecuencias,... por tanto suelen conllevar un mayor tiempo de computo así como de memoria.

Calidad de las imágenes fusionadas

Cada algoritmo de fusión da como resultado imágenes fusionadas de distinta calidad, aspecto que varía de unas imagenes a otras usando diversos algoritmos. Es por ello que resulta necesario medir de alguna forma la calidad de los resultados, labor que se llevará a cabo mediante índices de calidad.

Cada índice de calidad de calidad puede tener en consideración diversos parámetros, generalmente resolución espacial y espectral, en virtud de los cuales determinará en menor o mayor grado la calidad de la fusión. Es habitual evaluar mediante distintos índices una misma imagen para determinar de una forma más feaciente su calidad.

Es posible realizar el cálculo de los índices de calidad para una imagen completa o bien mediante un proceso de ventaneado, el cual permitirá obtener índices de calidad que agrupados constituirán un mapa de calidad de la imagen fusionada:

Grupo de Teledetección
Facultad de Informática
Universidad Politécnica de Madrid
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