基于变换域的图像融合算法-.研究

《基于变换域的图像融合算法-.研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、武汉科技大学硕士学位论文第1页1．1多源图像融合技术1．1．1多源图像融合的概念第1章绪论随着传感器技术的发展，为了获取更多的信息量，系统中使用的传感器数量逐渐增加，不同的传感器组合会带来不同特征的信息，这样便得到了多样性的信息。以往的信息处理方法不能解决多传感器组合使用所带来的问题，多传感器获取的多样性信息具有互补性和冗余性【l】，如图1．1所示，数据融合(DataFusion)就是对多源信息进行多层次、多方位的处理与综合，以最大限度地获取更有用、更丰富、更可靠的信息并减少冗余性[2]。1990年，J．Llinas和W．Edward给出了数据融合的定义：数据融合是一种多层次、

2、多方面的处理过程，这个过程对多源信息进行检测、结合、相关、估计和组合，以达到精确的状态估计和身份估计以及完整、及时的态势评估和威胁估计【3J。冗余信息互补信息图1．1多源图像信息的冗余和互补图像融合(ImageFusion)是数据融合的一个重要分支，以图像为研究对象，对来自多个传感器在同一时间或不同时间获取的同一场景的图像加以综合处理以生成目标或场景的完整信息描述[4]。这个融合图像是从单一传感器获取的信息中无法得到的【5J。图像融合的目的是降低冗余性、减少不确定性，综合和优化各图像的信息，扩大传感器的工作范围，改善系统的可靠性和可维护性。多源图像融合主要包括多聚焦图像的融合、

3、多传感器图像的融合、遥感多源图像的融合和时间序列(动态)图像的融合[6】。多聚焦图像的融合所处理的对象是由光学传感器的不同成像方式(聚焦点不同)获取的图像【7J。多传感器图像融合系统的输入图像是由多个成像机理不同的独立传感器获得的图像，比如前视红外图像和可见光图像的融合、CT图像和MRj图像的融合等峭J。遥感多源图像融合所处理的图像是由成像机理不同的传感器或同种传感器在不同工作模式获得的图像。比如SPOT卫星的多光谱图像和全色图像的融合等【9J。时间序列图像融合系统的输入图像是以相同成像方式工作的同种成像传感器在离散时刻拍摄的图像。第2页武汉科技大学硕士学位论文1．1．2多源图

4、像融合研究意义人类获取信息的70％以上来自于视觉，图像是对客观存在物体的一种相似性描述，是人类获取信息的主要媒介[101。图像能带给人们直观的信息，人们通过对观察到的事物进行分析之后推动了科技进步，这也使图像处理技术随着计算机技术的飞速发展取得了长足的进步。图像融合技术是图像处理技术的一个重要分支，它通过提取各个输入图像的信息，加入优化的算法从而输出统一的图像或数据。多源图像融合有利于获取准确、可靠且全面的图像信息，更为控制系统或指导决策提供方案。总体而言，多源图像融合技术有以下优点：(1)提高了系统的可靠性和鲁棒性【11

5、，多传感器在工作时若有少量几个出现问题，也不会对融合图

6、像产生严重的影响。(2)增强了系统获取信息的能力，多源信息的互补性可以使系统获得更加全面更加丰富的信息。(3)提升了系统的24小时全天候工作能力，适应不同环境的传感器组合可以扩展系统的工作范围，比如毫米波雷达获取的图像对烟尘等有穿透能力，在恶劣的环境下也可以得到良好的图像信息。(4)加强了系统的目标识别能力，比如红外图像和可见光图像的融合可以准确定位被遮挡的手枪或敌军等。目前，图像融合在军事领域已经有了广泛的应用，主要在目标检测和识别[12]等方面。民用领域，在医学成像、视觉辅助、智能交通、安监系统、国土资源开发等方向有一定的应用。随着多源图像融合技术的发展，其在各个领域的应用

7、将会更加广泛更加深入，对于国防事业和经济建设也具有很深刻的意义。本文主要以多聚焦图像和多传感器图像为研究对象。由于景深的限制，同种光学传感器在对同一场景成像时，得到的图像是具有不同聚焦区和离焦区的图像，即部分清晰另一部分模糊的图像，很难获得各处都清晰的图像。多聚焦图像融合的目的就是综合各图像的聚焦区的信息，从而得到整体清晰的融合结果。对于多传感器图像，每一类传感器都是为适应不同的环境和特定的范围而设计的，如cm(电子计算机X射线断层扫描技术)可以拍摄到人体骨骼断面或立体图像，MRI(核磁共振成像)可以清晰显示人体软组织【l引，数码相机聚焦较好且成像清晰，红外摄像机夜视距离远，能

8、拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的图像。多传感器图像融合的目的在于获取信息量大且可靠性高的图像信息，本文主要研究可见光图像和红外图像的融合。1．1．3多源图像融合的国内外研究现状及分析近三十年来，多源图像融合技术在军事、遥感、医学等领域在应用越来越广泛。1979年，Daliy等人把Landsat．MSS图像和雷达图像的融合图像用来描述地质状况[14]。20世纪90年代，美国海军在孟菲斯潜艇上安装了第一套图像融合样机，让操作人员可以观武汉科技大学硕士学位论文第3页察到各个传感器的全部图像。1985年