基于Surfacelet变换的井下图像融合技术研究.pdf

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1、2011年第5期煤矿机电·37·基于Surfacelet变换的井下图像融合技术研究高广忠，张玉斌，段练，周婷(1·安徽恒源煤电公司任楼煤矿，安徽濉溪235100；2．中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221008)摘要：首次将Surface1et变换算法应用于井下图像融合。通过多方向分解和树结构滤波器组(3D-DFB)实现图像的不同尺度、不同频率方向的分解。对高低频子带系数采用不同的加权规则进行融合。既保留了Surfacelet变换的多分辨率特性，又具有平移不变性。实验结果表明，相对于传统的变换法，取得了更佳的融合效果。关键词：图像融

2、合；surfacelet变换；井下图像中图分类号：J419．9文献标识码：A文章编号：1(301—0874(2011)05～0037—03UndergroundImageFusionBasedonSurfaceletTransfOrmGADGuang-zhong，ZHANG一bin，DUANLianZttOUTing。．(1-Renl。uMine，AnhuiHengyuanCoal—ElectricityGr。upC。．，Ltd．，Quxi235100，China：2-sch。。1。finformati。nandelectricalEngi

3、neering，Chinauniversity0fMiningandTechn0l。gy，xuzh。u221008．china)Abstract：TheSurface1cttransformisusedt。fusetheundergroundimageforthefirsttime．The。riginalimageisd。。mp0dindirections0fdifferentscalesandfreguenciesbymuiti—direcli0naldecompositi0nandtreefilterbanks(3D-DFB)·The。

4、btainedLowandhighfreguencYc。efficientsarefusedbydifferentweightedreguIati。nsTheaIg0nthmkeepsthemuhiPledistinguishabilityofSurfaeelettransformandhastheunvaryingvalidityduringmoving．上neexpenmeafalresultssh0wthatthefusioneffectofthealgorithmisbetterthanthat0fthetraditi0na1met

5、hods．Keywords：imagefusion；sarfacelettransform；undengroundimagey0引言-V--Z,z一''---+-图像融合技术是将多个传感器获取的场景图像_-i或信息综合成新的解释。图像融合技术已成为机器人、智能制造、智能交通、医疗诊断、遥感、保安、军事等应用领域的研究热点。本文主要研究煤矿井下图像的像素级图像融合算法。Surfacelet是一种新的一三维超小波算法。基于小波变换的图像融合算法具，7c，7[)有好的融合效果卜图1三维方向滤波器组的频率分解示意图3D-DFB只能处理信号的高频部分

6、，在信号通1Surfacelet变换过3D—DFB之前，需要先进行多尺度分解。多尺度1．1三维方向滤波器组分解和3D—DFB结合构成完整的ST变换，如图2所为了处理多维信号，Yue和M．N．Do在2007年不。图中D(∞)(0，1)表示高通滤波器，L()(i提出新的多维方向滤波器组设计方法一NDFB(N—=0，1)表示低通滤波器，S()为反混频滤波器，可dimensionalDirectionalFilterBanks)。图1为三维以避免抽样操作带来的混频现象。sT能够准确捕3D-DFB的频率分割示意图。获三维信号中的面状奇异，变换后的ST

7、系数能量非1．2多尺度分解常集中·38·煤矿机电2011年第5期频率和方向选择特性，在ST高频域中，定义位置(，y,z)处在尺度J(J>~Jo)和方向r(r=1，2，⋯，20)，(Z为尺度下方向分解级数)的图像局部方向对比度为：x，y，z)：=J{(，y≠。L一．一-一．一．一一-一．一一一一一一一一一一一一．JIc(，yj，(，Y=0图2ST结构图，，(4)式中，(，，z)为相对于尺度的低频子带图2ST图像融合算法像在(，，z)位置处的局部区域均值，即：2．1ST图像融合步骤煤矿图像照度低，光照分布不均匀，图像颜色以(，)=∑∑∑黑、灰、

8、白色为主。基于sT的图像融合步骤如下：(+kl，Y+JI}2，z+k3)1)已配准的两幅图像分别标记为4和B；M1×N1×F1一般取为3×3×3、5×5×5等，实2)对A和日分别