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1、第40卷第1期光子学报Vol.40No.12011年1月ACTAPHOTONICASINICAJanuary2011文章编号:10044213(2011)0101075基于PHLST的红外与可见光图像融合算法刘少鹏,郝群,宋勇(北京理工大学光电学院,北京100081)摘要:针对图像融合过程中边缘处理和区域一致性的问题,提出一种基于多重调和局部正弦变换的红外与可见光图像融合新算法.多重调和局部正弦变换的多重调和分量u代表了图像缓慢变化的趋势,在空域进行加权融合;残差分量v体现了源图像的波
2、动,在傅里叶正弦变换域进行融合,以充分提取可见光图像的细节信息.由于不存在边缘效应,同时残差分量的傅里叶正弦系数具有高的消失矩,多重调和局部正弦变换应用于图像融合可取得较好的效果.多次红外与可见光图像融合实验证明所提算法有效提取了源图像有用信息,克服了多分辨率分析算法存在的边缘效应和区域一致性问题.关键词:图像融合;多重调和局部正弦变换;傅里叶正弦变换中图分类号:TP391文献标识码:Adoi:10.3788/gzxb20114001.01070引言里叶正弦变换域进行,不存在多分辨率分析图像融合算法中局部相邻
3、系数来源不同的问题,因此,基于图像融合作为新的研究领域,近年来得到了广PHLST的图像融合算法避免了多分辨率分析算法泛和深入的研究.基于多分辨率分析的图像融合算中的区域一致性问题.与具有平移不变特性的非采[14]法是目前图像融合领域研究热点之一.在多分辨样Contourlet变换(NonsubsampledContourlet率分析算法中,小波变换由于具有在时间频率域内Transform,NSCT)相比较,基于PHLST的红外与局部化联合分析的能力,在图像融合过程中得到了可见光图像融合具有更小的计算复杂度和空间复杂[58
4、]广泛的应用.但是标准小波分析在图像处理过程中度,并且在融合过程中有效消除了边缘效应,不存在边缘效应,而在此基础上发展的多小波理论对存在区域一致性问题,融合规则简单,因此其在图像[5]纹理区域的处理效果也不理想,因此基于小波的融合中的应用研究具有实际意义.图像融合很难获得最优的融合效果.同时目前对基1PHLST理论于小波变换图像融合算法的改进多集中在融合规则的研究上,这也使得各种改进方法的普适性不好.[5]PHLST由NaokiSaito等人在2006年提出.本文基于多重调和局部正弦变换本文对其在图像融合中的应用进行了研究,
5、设计了(PolyharmonicLocalSineTransform,PHLST)提基于PHLST的融合方法.出了一种新的红外与可见光图像融合算法.由于消假定f(x,y)为空间域图像.PHLST将f(x,除了信号人为周期化处理带来的边缘效应,同时其y)分解为两部分:多重调和分量u代表图像缓慢变残差分量v的傅里叶正弦变换系数具有高的消失化的整体特征,代表源图像的趋势或称之为可预[5]矩,因此PHLST具有小波变换不具有的良好特测部分;残差分量v代表图像的波动成分.PHLST性,用于图像融合可以克服小波算法的缺点,消除融可简单
6、表示为f=u+v,其中f表示矩形图像.令!合过程中的边缘效应.另外,区域一致性问题是多分表示拉普拉斯算子,解式(1)所示边界方程即可得到辨率分析融合算法中造成融合效果恶化的另一个重u分量.要原因,区域不一致常导致区域对比度下降,同时融mu=0inin,m=1,2∀合后图像的局部区域不能完全反映源图像相应区域qluqlf(1)内部像素的分布特征[6].因为残差分量的处理在傅vql=vqlon,l=0,1,∀,m-1基金项目:国家自然科学基金(No.60578053)资助第一作者:刘少鹏(1983-),男,博士研
7、究生,主要研究方向为多源图像融合.Email:digilshp@gmail.com导师(通讯作者):郝群(1968-),女,教授,博导,主要研究方向为光电信息获取与处理,光学精密测量.收稿日期:20091116;修回日期:20100108108光子学报40卷式中ql是法向导数的阶数,表示边界,in表示图共享边界),在小矩形区域中重复以上操作,即可实像内部区域.q0为0,即在边界上有u=f.在此现图像更为精确的分解.方程中只需要考虑ql=2l的偶数阶的法向导数,奇2基于PHLST的图像融合算法数阶自动成立.取m=1
8、,并且整个图像矩形区域定义为0#2.1算法概述x#1,0#y#1,式(1)变为将红外与可见光源图像分解为5&5像素的小u=0inin块,对每个图像子块进行PHLST分解,得到u分量(2)u=fon和v分量,然后对每个v分量子块进行二维傅里叶正弦变换,即可得到源图像
