Hnatushenko, V. V.Kashtan, V. Yu.Гнатушенко, В. В.Каштан, В. Ю.2026-03-112026-03-112021https://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/27277Hnatushenko V. V. Automated pansharpening information technology of satellite images / V. V. Hnatushenko, V. Yu. Kashtan // Радіоелектроніка, інформатика, управління. – 2021. – № 2 (57). – C. 123-132.EN: Context. Nowadays, information technologies are widely used in digital image processing. The task of joint processing of satellite image obtained by different space systems that have different spatial differences is important. The already known pansharpening methods to improve the quality of the resulting image, there are new scientific problems associated with increasing the requirements for high-resolution image processing and the development of automated technology for processing the satellite data for further thematic analysis. Most spatial resolution techniques result in artifacts. Our work explores the major remote sensing data fusion techniques at pixel level and reviews the concept, principals, limitations and advantages for each technique with the program implementation of research. Objective. The goal of the work is analyze the effectiveness of the traditional pan-sharpening methods like the Brovey, the wavelet-transform, the GIHS, the HCT and the combined pansharpening method for satellite images of high-spatial resolution. Method. In this paper we propose the information technology for pansharpening high spatial resolution images with automation of choosing the best method based on the analysis of quantitative and qualitative evolutions. The method involves the scaling multispectral image to the size of the panchromatic image; using histogram equalization to adjust the primary images by aligning the integral areas of the sections with different brightness; conversion of primary images after the spectral correction on traditional pan-sharpening methods; analyze the effectiveness of the results obtained for conducts their detailed comparative visual and quantitative evaluation. The technology allows determining the best method of pansharpening by analyzing quantitative metrics: the NDVI index, the RMSE and the ERGAS. The NDVI index for the methods Brovey and HPF indicate color distortion in comparison with the reference data. This is due to the fact that the Brovey and HPF methods are based on the fusion of three channel images and do not include the information contained in the near infrared range. The RMSE and the ERGAS show the superiority of the combined HSV-HCT-Wavelet method over the conventional and state-of-art image resolution enhancement techniques of high resolution satellite images. This is achieved, in particular, by preliminary processing of primary images, data processing localized spectral bases, optimized performance information, and the information contained in the infrared image. Results. The software implementing proposed method is developed. The experiments to study the properties of the proposed algorithm are conducted. Experimental evaluation performed on eight-primary satellite images of high spatial resolution obtained WorldView-2 satellite. The experimental results show that a synthesized high spatial resolution image with high information content is achieved with the complex use of fusion methods, which makes it possible to increase the spatial resolution of the original multichannel image without color distortions. Conclusions. The experiments confirmed the effectiveness of the proposed automated information technology for pansharpening high-resolution satellite images with the development of a graphical interface to obtain a new synthesized image. In addition, the proposed technology will effectively carry out further recognition and real-time monitoring infrastructure. UK: Актуальність. На сьогоднішній день інформаційні технології широко використовуються при цифровій обробці зображень дистанційного зондування Землі. Актуальною є задача сумісної обробки супутникових зображень, отриманих різними космічними системами, які мають різне просторове розрізнення. Одними із найсучасних супутників є WorldView-2 та WorldView-3, що дозволяють отримати восьмиканальне зображення високого просторового розрізнення. Незважаючи на розроблені методи, призначені для поліпшення якості результуючого зображення, з’являються нові наукові проблеми, які пов’язані із підвищенням вимог до результатів обробки знімків високого просторового розрізнення та розробкою автоматизованої технології обробки цих даних для подальшого їх тематичного аналізу. В роботі розглянуто концепції, принципи, обмеження та переваги традиційних методів злиття з програмною реалізацією. Мета. Метою роботи є аналіз ефективності традиційних методів злиття, таких як Brovey, вейвлет-перетворення, GIHS, HCT та комбінованого методу для супутникових зображень високого просторового розрізнення. Метод. У роботі запропоновано інформаційну технологію злиття знімків високого просторового розрізнення з автоматизацією вибору найкращого методу злиття на основі аналізу кількісних та якісних показників. Запропонована технологія включає: масштабування мультиспектрального зображення до розміру панхроматичного зображення; використання еквалізації гістограми для коригування первинних зображень шляхом вирівнювання інтегральних областей з різною яскравістю; перетворення первинних зображень після спектральної корекції за традиційними методами «паншарпінг»; аналіз ефективності отриманих результатів. Технологія дозволяє визначити кращий метод злиття шляхом аналізу кількісних метрик: індексу NDVI, RMSE та ERGAS. Індекс NDVI для методів Brovey та HPF вказує на спектральні спотворення у порівнянні з еталонними даними. Це пов’язано з тим, що методи Brovey та HPF засновані на злитті трьохканальних зображень і не включають інформацію, що міститься в ближньому інфрачервоному діапазоні. Отримані значення RMSE та ERGAS демонструють перевагу комбінованого методу HSV-HCT-Wavelet над традиційними та найсучаснішими методами підвищення просторового розрізнення супутникових зображень. Це досягається, зокрема, попередньою обробкою первинних зображень, обробкою даних локалізованих спектральних компонент та використанням інформації, що міститься в інфрачервоному каналі зображення. Результати. Розроблено програмне забезпечення, що реалізує запропонований підхід. Експериментальна оцінка проведена на восьмиканальних первинних супутникових знімках високого просторового розрізнення, отриманих супутником WorldView-2. Експериментальні результати показують, що синтезоване зображення з високою просторовою роздільною здатністю з високим інформаційним вмістом досягається за допомогою комплексного використання методів злиття, що дозволяє збільшити просторову роздільну здатність вихідного багатоканального зображення без спектральних спотворень. Висновки. Проведені експерименти підтвердили ефективність запропонованої автоматизованої інформаційної технології, що дозволяє рекомендувати її при подальшому дослідженні таких задач як розпізнавання й оперативний моніторинг об’єктів інфраструктури.enimage fusionsatellite imagepansharpeningautomatingзлиття зображеньсупутникове зображенняпаншарпенінгавтоматизаціяWorldViewзображення високого просторового розрізненняметааналізhigh resolution imagingmetanalysisArticle