基于多尺度变换的无源毫米波图像融合算法研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS（电子科技大学图标）论文题目基于多尺度变换的无源毫米波图像融合算法研究学科专业信号与信息处理学号201121020341作者姓名唐诗指导教师熊金涛分类号密级注1UDC学位论文基于多尺度变换的无源毫米波图像融合算法研究（题名和副题名）唐诗（作者姓名）指导教师熊金涛教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业信号与信息处理提交论文日期2014.04论文答辩日期2014.05.14学位授予单位和日期电子科

2、技大学2014年6月28日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONPMMWIMAGEFUSIONALGORITHMBASEDONMULTISCALETRANSFORMAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:SignalandInformationProcessingAuthor:TangShiAdvisor:Prof.XiongJintaoSchool:SchoolofElectronicEngineerin

3、g独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，

4、可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要无源毫米波成像系统探测物体辐射的毫米波能量，利用能量差异进行成像，实现对金属和非金属物体的区分，并且无辐射、对人体无害，具有良好的隐蔽性、穿透性。这些优点使得无源毫米波成像系统可以广泛地应用在各个领域。但由于成像特点和天线、通道发展的制约，毫米波图像分辨率、信噪比低，所含有的信息过于单一，不符合人眼的观察习惯。多源图像融合技术通过将毫米波图像和光学图像进行融合，产生对同一场景和目标的复合描述，扩展了单幅图像中所包含的信息量，减少信息冗余

5、，方便人员的观察和后续处理。本文依托具体的科研项目，首先研究了融合前的毫米波图像预处理方法；然后在此基础上，研究了基于非下采样轮廓波（Non-SubsampledContourletTransform）和区域分割的图像融合算法；最后针对实际项目的需求，研究了一种多帧图像融合算法，并设计了项目中图像融合实现硬件模块。具体的工作内容包括：1.分析了无源毫米波成像技术理论和多源图像融合理论。对无源毫米波成像机制和成像特点进行了分析。通过结合图像融合理论，在技术方法和思路上确立了研究的重点和方向。阐述了图像融合质量评价方法。2.研究了毫米波成像的图像预处理方法。分析了毫米波

6、图像中的冲激噪声模型，改进了噪声点检测方法，并自适应调整去噪滤波窗口。针对毫米波图像细节模糊问题，提出了一种基于拉普拉斯金字塔分解的图像增强算法，在金字塔的高频子带采用拉普拉斯算子增强，在低频子带采用二值化增强。3.研究了基于均值漂移的毫米波图像分割算法，通过对均值漂移收敛平均值图像进行二值化，将图像中高亮度的目标完整、准确地提取出来，实现了对目标、背景的区分。4.研究了图像的NSCT分解和IHS(Intensity，Hue，Saturation)彩色空间变换，对高频带融合的加权平均规则进行改进，提出了基于NSCT的灰度、彩色图像融合算法。同时针对隐藏物体检测这一具

7、体的融合应用，提出了基于NSCT和区域分割的融合算法。通过结合对毫米波图像的分割结果和成像场景的先验信息，提取图像中的感兴趣区域，在对感兴趣区域融合后将其嵌入回光学图像背景中。5.针对项目系统的实际需求，提出了一种多帧毫米波和光学图像融合算法。对相邻帧之间目标运动的位置变化范围进行了分析，提出了新的感兴趣区域搜索方法，减少了分割所需的运算量。对项目硬件系统中的图像融合模块进行了设计。文章中的算法均通用实际毫米波图像在PC平台的Matlab软件下进行了仿真，I摘要结果证明了算法的可靠性和有效性。关键词：图像融合，无源毫米波成像，毫米波图像预处理，非下采样轮廓波变换