论文 图像融合的速度和质量.doc

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1、摘要图像融合的速度和质最是相q制约的一对矛盾的主题，图像的实时融合是h前图像融合技术亟待研究、解决的问题之一，我们提出的图像融合的开窗处理技术在一定程度上解决了这个问题：文屮给出了图像开窗融合准则，确定了开窗融合适用范围和最大开窗面积的计算方法，得到最大开窗面积的近似计算公式：并对开窗融合的结果迹行了分析、验证和对比，证实了此技术的可行性。关键词图像融合开窗处理实时融合Keywords:imagefusion;imageprocesstechnologybasedonwindowing;real-timefusion0.引言图像融合的日的就是通过对多幅图像信息的提取与

2、综合，从而获得对同一场景或目标的更为准确、全面、可靠的图像描述。该融合图像应更符合人或机器的视觉特性，以利于对该图像的进一步分析、理解以及目标的检测、识别或跟踪。图像融合充分利用了多个被融合图像屮包含的兀余信息和互补信息，图像融合技术不同于一般意义上的图像增强，它是计算机视觉、图像理解领域的一项新技术。多传感器图像融合有着广泛的应用前景，国内、外都投入人量的资金来进行这个领域的研究。作为一门新兴学科，图像融合是许多传统学科和新技术的集成与应用，虽然图像融合在理论和技术方面己取得了一定的成果，但怎样将这些理论和方法变成普遍化的准则，并在实际屮得到成功应用，还存在很大不足

3、，图像融合的实际应川屮有大量的图像序列以及视频信息，对图像序列以及视频信息的实时融合处理是目前图像融合技术亟待研究、解决的问题之一。实时图像融合技术应用的突出障碍是处理速度。对于像索级融合，图像的融合算法直接影响融合图像质最，往往梢细的融合图像需要巨最数据处理，这使得图像融合处理系统的研制开发具有相当高的难度。在实时图像处理系统屮，如何在有限的时间内完成人量信息的处理，满足系统的实时性一直是困扰着人们的一个难题。从人的视觉理论分析，只有图像处理速度达每秒20帧以上时才能达到实吋的效果，即要求实时图像处理系统在40ms内完成对一帧图像的运算处理，才能保证图像处理的实时性

4、。由此看來，完全实现实时图像融合难度较大，需要解决好硬件、配准及融合算法等多方而的问题。可见，图像融合的速度和质量是相互制约的，是一对才盾的主题。能否有一种方案，既能实现实时图像融合，乂能保证我们需要的图像融合质量呢？我们提出的“开窗融合”方法，既能够很好的解决图像融合的实时问题，乂能保证观察日标的主要细节信息，在一定程度上解决了这个问题。1・图像融合的开窗处理1.1开窗的定义人眼的视觉模型如图1.1,眼睛正视可以看到的景物要比余光扫描到的景物清晰明了n观察者感兴趣的目标往往只集屮在一小部分区域，例如图1.2中的目标，图1.1人眼的视域模型Fig1.1Viewmode

5、lofhumaneye最多只占到整幅图像面积的儿千分Z—,因此可以理解为观察者需要看清楚的图像区域并不是幣幅图像，只需要将目标的细节特性清晰显示，而对人面积背景图像的清晰度要求相对低得多。在这种情况下对柴幅图像进行增强处理，将会造成处理时间的大人浪费。在硬件速度难以提高，软件算法不能再精简的情况下，为节约处理时间，提高增强算法的实吋性。提出了在图像内部开窗的概念，即在图像屮选取适当大小的子图像进行增强算法的处理，子图像Z外的部分不经过处理直接显示。开窗面积的大小可根据不同应用环境有所图1.2人眼视域模型中的景物Fig1.2Thesceneryintheviewmode

6、l变化。如此一来，既不影响增加日标的清晰度，乂兼顾到了增强处理的实时性，为实吋化增强开辟新的途径。由于经过增强后的子图像明显变得清晰，看起來就像在图像屮间开了一个窗口，因此叫开窗增强。1.2开窗融合基于开窗增强的思想，我们把要融合的两幅图像屮的一幅作为背景，在其屮合适的部位(一般是屮心区域)开一个一定人小的增强窗口，取另一幅图像(已与背景图像配准)的相同窗口区域与背景的窗口区域进行像索级融合，我们称Z为开窗融合。2•图像开窗融合准则近年来，图像融合技术在军事、医学、遥感等诸多领域都有应用，融合算法研究工作也有了迅猛发展，使其成为技术发达国家近儿年的研究热点，特别是将其

7、应用在高技术军事领域。应用于这些领域的像素级图像融合算法也很多，比较常用的有以下儿种：IIIS变换法，PCA变换法，HPF法(高通滤波法)图像金字塔法，小波变换等。还包括加权平均法、像索灰度值选大、像索灰度值选小等简单的算法。还有一些算法如：证据理论法、神经网络法、专家系统法、演化算法等，主要用于目标识别中的分类、统计筹功能。对于这些应川和融合算法，究竞哪些需要使用开窗融合技术，哪些乂不需要呢？为此我们须耍确定了开窗融合的适用范围。开窗融合技术与全尺寸融合相比最大不同就是融合后信息量减少一一以损失部分图像信息为代价來提高融合速度。由此对见，此技术应川