一种基于多尺度最大信息熵和梯度的图像融合算法

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1、第31卷第5期微计算机应用V01．31No．52010年5月MICROCOMPUTERAPPLICAT10NSMay．2010一种基于多尺度最大信息熵和梯度的图像融合算法刘欣邬长安(信阳师范学院计算机与信息技术学院信阳464000)摘要：提出了一种多尺度最大信息熵(MaxInformationEntropy，MIE)及梯度的图像融合算法，该算法在对源图像多尺度分解的基础上，根据低频小波系数及高频小波系数的特点，把信息熵引用到小波低频系数的选择中，根据局部信息熵的大小确定小波系数的选择；而高频采用基于最大梯

2、度值的方法，最后对所选小波系数进行重构，即可得到融合图像。二者的结合，对图像的细节处理更加细致，又有效地消除冗余信息。通过实验分析，结果表明该算法与其他基于区域的方法相比，提高了融合效果。关键词：多尺度分解信息熵梯度融合算法AnImageFusionAlgorithmBasedOilMaxComentropyandGradientofMultipleScalesLIUXin．WUChangan(CollegeofComputerScienceandTechnology，XinyangNormalUnive

3、rsity，Xinyang，4640OO，China)Abstract：Inthispaper，anewimagefusionalgorithmbasedonmultiplescalesandMIEandgradientispresented．Theinformationel—tropyisusedinthealgorithm．accordingtothesizeofthelocalinformationentropytodeterminethechoiceofwaveletcoefficients；an

4、dhigh一~equeneymaximumgradientvaluebasedmethod，andthenreconstructionoftheselectedwaveletcoefficients．Combinationofthetwopairsofthedetmlsoftheimageprocessingismoredetailed，butalsoefectivelyeliminatetheredundantinformation．Throughex-perimentalanalysis，theres

5、ultsshowthatthealgorithmimprovethefusionefectcomparedwithotherfusionalgorithmbasedonregion．Keywords：analyzeofmuhiplescales，entropy，gradientfusionalgorithm图像融合是数字图像处理研究的重要领域之一。随着数字化设备、图像处理技术的发展，图像融合技术越来越得到人们的重视。在图像融合中，采用的融合规则直接影响到图像的融合质量，这也是图像融合中至今没有得到很好解决

6、的问题。一般情况下，图像某一区域的局部特征并不能完全由单个像素表达，各个像素之间往往有较强的相关性。但目前已有的一些像素级图像融合算法通常根据各个图像分解层上对应元素的大小来确定融合图像相应分解层上的元素值，其融合规则一般为对应元素值选大、选小或对应元素值的加权平均。正是由于忽略了像素之间的相关性，融合效果常常不甚理想，很难达到融合要求。本文提出了一种多尺度最大信息熵和梯度的图像融合算法，在多尺度分解的基础上，把局部信息熵引用到低频系数的选择中，用局部信息熵来代替单个像素或者相邻像素均值，充分利用图像的特

7、征信息，因此，在最后的融合结果中能更好地保留细节信息。本文于2010—02—22收到。基金项目：国家自然科学基金项目(10671166)、河南省教育厅自然科学基金项目(2009A520022)。5期刘欣等：一种基于多尺度最大信息熵和梯度的图像融合算法171图像多尺度的分解与重构1．1mallat算法。malla提出TII,波的快速分解与重构算法，利用两个一维滤波器对二维图像实现快速小波分解，低通()和高通(G)为两个一维镜像滤波算子，其下标r、C分别对应图像的行和列，按照mallat算法，则在尺度一1有如

8、下分解公式：Ci=HcHrCI-、“(：0，1-1)D=HoG，c=GcGrC__、与之相应的小波重构公式为：C。=H：H：C；+H：G：C1+G：H：C；+G：G：Ci=J，J一1。⋯，12、)式中，日、G分别为H、G的共轭转置矩阵。在Matlab中，可以选择小波工具箱中的Wavedec2()及WaWerec2()，只需给出相应的小波基及变换级数，函数即可完成图像的小波分解与重构。1．2小波基的选择小波基满足以下条件：正交性