多尺度分数信息势场与动态梯度引导能量建模的SAR与多光谱图像融合

来源：电子与信息学报杂志2025年第12期北京时间：

作者：宋加文, 王青松

单位：中山大学电子与通信工程学院 深圳 518107

摘要：合成孔径雷达(SAR)与多光谱图像融合在遥感应用中具有重要意义。然而，现有方法常因斑点噪声、强散射以及模态差异而引起结构失真和光谱畸变。为解决这些问题，该文提出一种结合多尺度分数信息势场与动态梯度引导能量建模的鲁棒融合方法。首先，设计了一种多尺度分数信息势场显著性检测方法，融合局部熵驱动的自适应尺度机制、傅里叶域分数阶建模与梯度增强策略，实现细节层显著结构的稳定提取。其次，针对模态间噪声差异及结构响应不一致的问题，提出局部方差感知的动态正则化项，并基于贝叶斯最小均方误差准则构建了细节融合模型，以提升结构一致性及抗噪性能。进一步，提出梯度引导的多分辨率结构能量建模方法，用于基础层特征提取，从而增强几何结构的保持能力。最后，设计了基于信息熵与均方根误差的联合驱动机制，实现SAR散射信息的自适应贡献平衡，确保融合图像的光谱协调性与视觉一致性。实验结果表明，所提方法在WHU, YYX和HQ数据集上的整体性能超过7种主流方法，评价指标相较次优方法平均提升29.11%，并在结构保持、光谱保真和噪声抑制方面表现出显著优势。

关键词：合成孔径雷达, 多光谱图像, 图像融合, 多尺度分数信息势场, 动态梯度引导

基金资助：国家自然科学基金(62273365)，小米青年人才项目