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。     

基于像素提取的多聚焦图像融合及仿真实验

根据实际多聚焦图像的特点,摒弃了变换系数融合法和分块提取法的融合思想,以提取清晰像素点为目标,提出了一种全新的基于像素提取的多聚焦图像融合方法。该方法以源图像中清晰的边缘、轮廓特征为提取依据,物理意义明晰,融合方式合理。通过对像素提取率和正确率辩证关系的详细分析,给出了针对一般多聚焦图像融合的提取测度邻域大小和提取阈值的合理范围。经基于该方法最简单策略的融合仿真实验结果表明:该方法是一种有效的多聚焦图像融合方法,能有效克服其他方法所产生的人工副效应和块效应现象,融合结果的主、客观评价指标均有很大提升,具有很好的继续研究价值和应用前景。     

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。     

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。     

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。     

基于非下采样剪切波变换域方向信息测度的多聚焦图像融合方法

根据非下采样剪切波变换(non-subsample shearlet transform, NSST)在图像融合领域的优势和多聚焦图像的成像特点,将NSST运用于多聚焦图像融合。在NSST变换域中,利用方向信息测度能够突出图像边缘纹理特征以及降低图像噪声,将其运用在高频子带系数的融合规则中,并对传统的低频融合策略进行改进,将低频系数和高频系数的融合图像进行NSST的逆变换,得到融合图像。计算机仿真实验表明,相比于传统的剪切波变换的融合策略,本文提出的图像融合方法提高了图像的融合质量,增加了图像的信息量,并能降低图像噪声,具有一定的有效性和实用性。     

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NSST域灰度关联分析的多聚焦图像融合方法

根据多聚焦图像的成像特点,并利用非下采样剪切波变换(non-subsample shearlet transform,NSST)在图像融合领域的优势,将非下采样剪切波变换运用于多聚焦图像融合.由于NSST会将图像分解为一幅低频图像和若干幅高频图像,对于低频图像采用了基于标准差的融合策略,而针对高频图像的特点,利用灰度关联分析在图像融合中的优势,将其运用在高频图像的融合中.后将低频图像和高频图像的融合图像进行NSST的逆变换后得到了融合图像.计算机仿真实验表明:相比于传统的剪切波交换,本文提出的图像融合方法提高图像的融合质量,增加了图像的信息量,具有一定的有效性和实用性.     

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。     

小波域多聚焦图像融合算法

研究了小波域多聚焦图像融合方法中滤波器、分解层数、融合规则的选取问题,提出一种基于小波变换的简单融合规则。利用小波变换将图像分解成最低频逼近和不同尺度、不同方向的高频细节信息,最低频逼近反映图像的平均信息,细节包含图像的边缘。根据多聚焦图像中细节信息互补的特点,对多个待融合图像简单地取模值较大的小波系数,得到了很好的融合图像。详细讨论了不同的小波滤波器、分解深度、融合算子对融合结果的影响。对小波域图像融合算法与其它一些多分辨图像融合算法:如Laplace塔、比率塔、对比度塔、梯度塔等进行比较,得到了一些定性结论,对该领域的研究和实验有一定的指导意义。     

多聚焦图像融合中最佳小波分解层数的选取

小波变换作为一种十分有效的信号处理方法已被应用于多聚焦图像融合系统中。但其中需要解决的一个问题是最佳小波分解层数的选取。通过大量的实验 ,总结出基于小波分解子图像面积比和低频带均方根误差两个标准来确定最佳小波分解层数的方法。实验结果表明 ,无论是依据均方根误差、灰度平均误差、熵、空间频率等客观评价标准 ,还是视觉的主观评价 ,所提出的选取方法都是有效可行的     

基于四通道不可分提升小波的多聚焦图像融合

张量积小波及其提升小波只强调图像的水平方向和垂直方向的边缘,造成其在应用于多聚焦图像融合时结果图像的空间分辨率不高;而二维四通道不可分小波对图像进行融合时虽有较高的空间分辨率,但由于对图像进行分解和重构时采用了卷积运算,使得融合方法的运算量增大。针对上述问题,把二维四通道不可分小波滤波器组进行提升分解,并提出了一种基于此提升分解方案的多聚焦图像融合方法。首先,对二维四通道不可分小波滤波器组的多相位矩阵进行提升分解,并利用所得提升方案对源图像进行分解;其次,对分解后的低频子图像和高频子图像分别进行融合,得到融合金字塔;最后,做二维提升小波逆变换,得到融合后图像。利用熵、平均梯度和清晰度等客观指标对融合结果进行评价。实验结果显示,所建议提升小波融合方法比张量积小波和张量积提升小波融合方法及轮廓波融合方法有较高的清晰度,比提升之前的二维四通道不可分小波融合方法速度有了较大提升。     

基于图像质量因子的图像融合客观评价方法

针对图像融合技术中的效果评价问题,提出了一种基于图像质量因子的图像融合客观评价方法。该方法利用熵加权和均方根图像融合质量因子对融合图像与源图像间的相关性、亮度失真和对比度失真进行综合评价,因而在不同融合方法和不同源图像的条件下,可获得标准的评估统计量。采用加权平均、拉普拉斯塔形分解及基于小波变换的图像融合法为例,通过对多传感器图像进行融合评价实验,证明了该方法的有效性和鲁棒性。     

多基阵分布式估计融合新方法

针对水下多基阵分布式估计融合问题,为了解决常规方法中存在的获取完全水下信道特性难度大、算法实现复杂度高以及占用大量通信资源的缺点,在分布式等判决门限估计融合方法的基础上,建立了水下多基阵分布式估计融合模型,提出了多基阵分布式不等门限估计融合方法。理论分析和仿真试验表明：新方法在目标参数估计精度以及抗噪等方面优于等门限估计融合方法;在基阵数目较大时,其估计性能与似然估计方法相当。这种方法考虑了水声信道通信带宽的限制,满足了实际分布式估计融合系统对于计算量小、复杂度低以及实时性强的要求,能够应用于水下目标探测领域。     

基于汉语手指语字母识别的手指角度模糊融合

以汉语手指语拼音字母为研究对象,根据自行研制的数据手套CAS_Glove上传感器的特点,采用了弯曲传感器和外展传感器先后分别进行模糊融合的策略。针对弯曲传感器的模糊融合,提出一种分类融合方法,分别采用弱t模算子和弱t共模算子,再对其结果进行转换,最后用MICA算子进行弯曲传感器的最终融合。针对外展传感器融合的特点,使用了弱t模算子。通过和其它模糊融合方法的实验对比,证明该方法在数据手套进行角度融合时,优于其它模糊融合方法。     

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。     

基于传感器网络的在线决策融合目标检测方法

针对传感器网络(sensor network, SN)目标融合检测应用中融合中心无法精确地获得局部传感器节点检测性能参数的问题,建立了基于SN的目标融合检测系统,提出了一种非理想信道条件下在线决策融合的目标检测方法。该方法依据解调后数据构建了节点未知虚警概率、检测概率以及节点与融合中心信道平均传输错误概率等未知参数求解模型,并采用非线性最小二乘方法在线地估计出这些未知参数。进而通过选择性能优的节点参与融合,最大化融合检测系统检测概率。仿真结果表明:这种在线决策融合方法能够准确地估计出传感器节点的概率参数以及信道的平均传输错误率;相比于已知先验的最优似然比融合规则,在线决策融合规则检测性能相当。     

基于多任务支持向量机的健康数据融合方法

针对电子健康服务管理中的多源数据融合难题,利用人工智能技术,结合多任务学习理论与支持向量机理论提出基于多任务支持向量机的数据融合方法(multi-task support vector machine for data fusion,简称mSVMDF).该方法对具有相同数据源的特征向量构造基于支持向量机的融合模型,在多任务学习框架下考虑结构稀疏性与各模型关联性的有机结合,以实现对具有不同数据源个数的多源数据的融合,并以多源影像数据与常规检验数据融合为例,开展数值实验验证方法的有效性.实验结果表明mSVMDF方法可以有效地融合具有不同数据源个数的多源数据,同时该方法具有较好的分类性能与结构稀疏性.     

基于子图融合技术的图像增强算法

自由参数的选取以及全局性的灰度映射函数限制了空域图像增强方法的性能。针对这一问题,从图像融合的角度出发,提出了一种基于子图融合技术的图像增强方法。首先,将自适应空域图像增强看作是一个图像融合过程,将通过枚举自由参数得到的子图序列作为待融合的图像;其次,根据图像细节、饱和度、亮度信息来计算待融合图像的权重;最后,根据估算的权重进行图像融合得到增强图像。另外,将这一方法应用于改进一些较为常用的空域图像增强算法，如:分段线性变换、Gamma校正、对比度拉伸变换等算法。根据实验结果可知,所提方法能够有效地提高空域图像增强的视觉效果。