基于区域和方向方差加权信息熵的图像融合

提出了一种基于非下采样Contourlet变换（nonsubsampled Contourlet transform, NSCT）的红外与可见光图像融合方法。首先对原红外图像进行图像分割,确定目标区域与背景区域,并将其映射到可见光图像中;然后对红外和可见光图像进行多尺度、多方向分解,分解后的低频部分在目标区域选择红外图像低频系数、在背景区域选择可见光图像低频系数,高频部分使用方向方差加权信息熵最大作为融合策略进行融合;最后对融合的系数进行重构得到融合图像。实验结果表明,本文算法在保留图像细节信息、增加信息量、方便目标检测方面都有显著地提高。     

基于双边与高斯滤波混合分解的图像融合方法

针对红外与可见光图像融合时,两种异质图像信息容易相互干扰,造成融合图像出现模糊、信息混乱和对比度降低等问题,提出了一种基于双边与高斯滤波混合分解的融合方法。首先采用双边和高斯滤波器对输入的红外与可见光图像进行混合信息分解,得到小尺度纹理细节、大尺度边缘和底层粗略尺度图像信息;其中的大尺度边缘信息包含红外图像的主要特征,依据该特征确定各分解子信息的融合权重,从而将重要的红外特征信息注入到可见光图像;最后通过对各融合子信息进行组合重构出融合图像。实验结果表明,该算法融合效果要优于传统基于多尺度分解的图像融合算法。     

基于NSST域的红外和彩色可见光图像融合

为了进一步提升彩色可见光和红外图像的融合质量,提出了基于NSST和颜色空间的彩色图像融合方法.首先将RGB空间的彩色可见光图像变换到更符合人类视觉系统的颜色空间,其次利用NSST可以更好提取图像细节信息的优势,对颜色空间的非彩色分量和红外图像进行NSST分解,对分解后的低频系数采用基于方向信息测度的系数选择方案,对高频系数则采用基于隐马尔可夫树(hidden Markov tree,HMT)模型的系数选择方案,然后对经过选择融合的低、高频系数进行NSST逆变换,得到的融合图像作为新的非彩色分量,结合已有的分量将其逆变换回RGB空间,得到最终的融合图像.仿真实验证明了方法的有效性.     

基于小波变换和模糊数学的图像融合算法研究

提出了一种基于模糊数学的图像数据融合算法.作者针对可见光图像和红外图像融合的问题,分析了像素级融合的新方案,提出了基于多级小波分解的和模糊数学的融合算法.该算法首先衡量了两幅图像在小波变换域的相关性,并利用相关性的大小来计算模糊隶属度函数,最终通过对可见光图像和红外图像的加权平均完成像素级的融合.在本文的实验部分,作者针对两幅现场采集的实际数据验证了算法的有效性.     

基于NSCT变换的红外与可见光图像融合算法

分析了非子采样Contourlet变换滤波器组的设计与实现方法,提出一种基于非子采样Contourlet变换的红外与可见光图像融合算法。首先将图像作非子采样拉普拉斯金字塔尺度分解,并在各个尺度层对高频子带作非子采样方向分解;然后分别采用基于区域能量和区域方差的的融合规则得到融合图像的非子采样Contourlet低频系数和高频系数;最后再进行非子采样Contourlet逆变换得到融合图像。实验结果表明,该方法的融合效果优于àtrous小波变换方法和Contourlet变换方法。     

基于NSCT和ICA的红外和可见光图像融合方法

针对基于非下采样轮廓波变换（ｎｏｎ ｓｕｂｓａｍｐｌｅｄｃｏｎｔｏｕｒｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍ,ＮＳＣＴ）的红外和可见光图像 融合存在的目标信息不明确、融合图像对比度较低的问题,提出了ＮＳＣＴ 和独立分量分析（ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｃｏｍｐｏ ｎｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ,ＩＣＡ）的红外和可见光图像融合方法。首先采用ＮＳＣＴ 对红外和可见光图像进行多尺度、多方向分 解,然后对分解后的红外和可见光图像的低通子带系数采用基于ＩＣＡ 的图像融合方法,得到低通融合图像。再使 用以邻域系数差和信息熵为标准的带通图像融合规则对带通子带系数进行融合,得到带通融合图像。最后对低 通融合图像和带通融合图像进行ＮＳＣＴ 的逆变换,从而得到最终的融合图像。仿真实验验证了本文方法的有 效性。     

基于NSCT和IHS变换域的灰度可见光与红外图像融合方法

针对灰度可见光与红外图像的融合问题,提出了一种基于非下采样轮廓波变换(non subsampled contourlet transform, NSCT)和IHS变换域的自适应融合方法。该方法利用IHS变换域的有效分离图像亮度信息和光谱信息的优势,对灰度可见光图像进行彩色传递并得到亮度、色调、饱合度(intensity hue saturation, IHS)三个分量的值;然后通过NSCT变换分别对可见光图像的I分量和红外图像进行多尺度和多方向分解,并采用一定的融合规则得到融合图像的低频分量和高频分量,而后进行NSCT逆变换得到灰度融合图像并将其作为最终融合图像的I分量,最后进行IHS逆变换得到红绿蓝(red green blue, RGB)彩色融合图像。理论分析和仿真实验验证了该算法的有效性。     

背景感知的显著性检测算法

显著性检测算法能够提取场景中的重要目标,因而在图像和视频处理领域有着重要应用。但目前的显著性检测算法几乎都以目标与背景之间存在显著差异为前提,利用目标与背景的差异以及目标本身的空间相关性进行算法的设计。本文则从图像的背景信息出发,首先利用超像素算法对图像进行预分割,去除图像中不必要的细节信息;然后利用背景信息获得初步的显著性检测结果;最后将多尺度显著性检测结果进行融合,得到最终的显著性图。实验结果表明,本文算法的性能远优于现有检测算法。     

一种新的图像融合及性能评价方法

通过重新定义交叉熵,并将其与熵相结合,提出了一种新的评价图像融合性能的目标函数,即综合熵。将取亮度最大值和对两幅图像进行加权平均的两类图像融合方法相结合,对上述目标函数进行迭代寻优,给出了一种新的图像融合算法。对包括红外与可见光图像,雷达与可见光图像,以及不同性能的可见光图像等多组图像进行实验,结果表明图像融合新算法和性能评价指标都是有效的。     

一种新的红外与可见光图像融合评价方法

在对源图像进行区域划分与关联的基础上,结合红外与可见光图像的成像特点和图像融合任务需求,定义了两个图像区域特征,基于该特征和融合图像与源图像的信息熵及互信息（mutual information, MI）,构造了融合图像区域相似度评价指标,提出了一种新的无参红外与可见光融合图像质量评价方法。实验表明,本文所建立的融合图像质量评价指标,比目前常用的几种评价指标更接近人的视觉观感。     

基于梯度域导向滤波器和改进PCNN的图像融合算法

为解决当前融合后图像存在的光晕伪影现象以及不利于视觉感知的问题, 提出了一种基于梯度域导向滤波(gradient domain guided filtering, GDGF)和改进的脉冲耦合神经网络(pulse-coupled neural network, PCNN)的图像融合算法。首先, 利用图像结构、清晰度以及对比度显著性的图像特征构建图像融合模型。其次, 采用梯度域导向滤波取代传统优化方法, 通过像素间相关性优化初始决策图。然后, 将优化决策图作为外部输入刺激改进PCNN模型, 得到融合权重图。最后, 对源图像和融合权重图进行加权操作得到最终融合图像。实验结果表明, 所提方法更好地保留图像边缘、纹理和细节信息, 避免目标边缘的光晕伪影现象, 且利于视觉观察。     

6通道MSVD构造及其在多聚焦图像融合中的应用

针对经典的奇异值分解(singular value decomposition, SVD)在图像处理中的不足,提出了一种6通道多尺度奇异值分解(multi-scale SVD, MSVD)的构造方法,并将其应用于多聚焦图像融合中。首先,在经典SVD的基础上,利用矩阵分块的方法,给出了一种6通道MSVD的构造方法。其次,对参加融合的多聚焦图像进行6通道MSVD分解,得到高层低频和各层5个方向的高频,对分解的低频子图像采用取平均、高频子图像采用区域能量取大的融合规则进行融合,并进行MSVD逆变换得到融合结果图像。最后,对融合结果图像进行主观分析和客观评价。实验结果表明该方法有好的视觉效果,融合结果图像有较高的清晰度和较丰富的边缘细节信息,且没有方块效应。从客观指标看,该方法有较高的清晰度和空间频率,其清晰度和空间频率比基于离散小波变换、基于提升小波变换、基于曲波变换和基于轮廓波变换的融合方法都高。     

基于视觉对比度机制的红外弱小目标检测算法

针对红外图像中空天、海天等复杂背景及像素点噪声容易造成检测虚警的问题,提出一种基于视觉对比度机制的红外弱小目标检测算法。首先,通过新定义的局部对比度算子获取对比度增强的图像,该步骤可抑制背景杂波与像素点噪声对检测的干扰,提高图像的信杂比,增强目标区域的视觉显著性。然后,利用多尺度方法优化图像的显著区域,以增强算法的适用性,从而实现算法对不同尺寸的弱小目标的有效检测。最后,利用自适应阈值分割方法获取待检测的真实目标。实验结果表明,该算法无需图像预处理环节即可实现对不同尺寸的弱小目标的鲁棒性检测,对比常用算法具有快速性、高效性和较强的适用性。     

全偏振参量低秩稀疏分解伪彩色图像融合

偏振图像伪彩色融合对提高视觉感知和目标判读具有重要意义,利用空间调制型全偏振参量矩阵的低秩和稀疏特性,提出基于贝叶斯概率鲁棒性矩阵分解融合方法。首先,根据偏振调制和解析算法构造偏振参量矩阵,同时合成强度图像;其次,对参量矩阵进行基于改进的贝叶斯概率参量矩阵分解,降低背景噪声和亮度变化等干扰,分别获得参量图像的稀疏和低秩成分;然后利用方差、清晰度和信息熵进行模糊积分,获得显著性参量图像,与合成强度图像一起进行像素级增强;最后,经直方图规定化和IHS颜色映射,得到伪彩色融合结果。实验选择多种材质与目标的仿真和实测数据进行验证,通过主观视觉效果和客观指标比较,验证了其有效性。     

全偏振参量低秩稀疏分解伪彩色图像融合

偏振图像伪彩色融合对提高视觉感知和目标判读具有重要意义,利用空间调制型全偏振参量矩阵的低秩和稀疏特性,提出基于贝叶斯概率鲁棒性矩阵分解融合方法。首先,根据偏振调制和解析算法构造偏振参量矩阵,同时合成强度图像;其次,对参量矩阵进行基于改进的贝叶斯概率参量矩阵分解,降低背景噪声和亮度变化等干扰,分别获得参量图像的稀疏和低秩成分;然后利用方差、清晰度和信息熵进行模糊积分,获得显著性参量图像,与合成强度图像一起进行像素级增强;最后,经直方图规定化和IHS颜色映射,得到伪彩色融合结果。实验选择多种材质与目标的仿真和实测数据进行验证,通过主观视觉效果和客观指标比较,验证了其有效性。     

四元数小波变换联合稀疏表示的图像融合

基于四元数小波变换和稀疏表示理论,提出了一种图像融合方法,该方法弥补了传统的多尺度理论分析和稀疏表示理论在融合过程中的不足。所提方法分为3步:首先,利用四元数小波变换分解所给的源图像,得到各个尺度下的高通子带和低通子带;其次,对高通子带选用系数绝对值最大和低通子带采用稀疏表示的规则进行融合,获得融合系数;最后,对融合系数进行四元数小波逆变换得到融合图像。此外,对所提融合方法进行了理论分析。在数值实验中用6组测试图像测试所提方法性能,并将融合结果与稀疏表示、离散小波变换、对偶数复小波变换、四元数小波变换等融合方法所得结果进行了主观与客观的比较。实验结果表明,该方法是十分有效的。