结合稀疏表示与神经网络的医学图像融合

临床辅助诊断对医学图像视觉效果提出了较高的要求,但非下采样轮廓波变换(NSCT)分解获得的低频子带系数不具有稀疏性,不利于保持源图像的细节信息。针对上述问题,提出了一种结合稀疏表示与脉冲耦合神经网络(PCNN)的医学图像融合算法。首先,通过NSCT将源图像分解成低、高频子带系数;其次,利用K奇异值分解(K-SVD)法训练低频子带系数获取过完备字典D,利用正交匹配追踪(OMP)算法稀疏编码低频子带系数,完成低频子带稀疏系数的融合。然后,利用高频子带的空间频率激励脉冲耦合神经网络,根据点火次数选择高频子带的融合系数。最后,将融合的低、高频子带系数通过NSCT逆变换重构出融合的医学图像。实验结果表明:对于边缘信息传递因子Q~(AB/F)指标,该算法灰度和彩色图像融合结果相比于对比算法约提升了34%和10%,且融合结果综合性能优于现有算法。     

一种基于剪切变换和图像增强的融合方法

为了进一步提高可见光与红外线图像的融合效果,采用剪切波变换和方向滤波建立了一种图像融合方法.通过引导滤波器对可见光图像的场景信息进行增强,提高细节信息;利用剪切波变换对增强后的可见光图像和红外线图像进行多尺度分解,得到不同的低频和高频尺度子带;对低频尺度子带的系数选取能量保护的融合规则,而对高频尺度子带的系数选取PCA的融合规则进行融合;利用剪切波逆变换对融合的低频尺度的子带系数和高频子带的尺度系数进行变换得到融合结果.实验效果表明所提方法能有效地提高融合结果中的细节信息.     

一种改进的压缩感知图像融合方法

传统基于压缩感知的图像融合算法在通过压缩感知观测图像高频分量时会丢失分量的空间信息,仅能采用简单规则进行融合,导致融合图像纹理细节等信息效果较差。针对此,文中提出了一种结合图像高频特征的自适应融合规则。首先,对融合图像进行非下采样contourlet变换(NSCT),分解后得到的低频子带系数采用区域能量融合规则,较传统低频系数处理更好的保留源图像的背景信息;然后,由于高频子带系数具有较高稀疏性,因此通过压缩感知进行压缩后根据标准差特征自适应选择融合规则;最后,对重构系数进行非下采样contourlet逆变换。实验结果表明:与传统经典算法相比,新方法不仅精准提取到红外目标,同时充分保留可见光图像的细节信息,兼顾了待融合图像的背景信息和红外目标信息,有效提高了融合效果和主观感受。     

基于稀疏理论与FFST-GIF的多聚焦图像融合算法

为解决稀疏理论融合后多聚焦图像细节特征模糊、综合效果不佳等问题,提出了一种将稀疏理论与快速有限剪切波变换联合引导滤波(FFST-GIF)相结合的图像融合算法.利用FFST从原始图像中分解出高频和低频子带系数,采用引导滤波的相对标准差算法融合细节信息丰富的高频系数;使用K-SVD方法训练得到完备字典,再结合稀疏理论融合低...     

基于剪切波变换和稀疏表示理论的图像融合方法

为了提高噪声图像的融合效果,基于剪切波变换和稀疏表示理论提出了一种对噪声图像的融合方法。基本思想主要包括4步:(1)对噪声图像进行剪切波分解,得到各个尺度下的剪切波系数;(2)利用稀疏表示理论对低频子带的剪切波系数进行融合,而对高频子带的系数选用绝对值最大的原则进行融合;(3)对融合后的剪切波系数进行硬阈值处理;(4)利用剪切波逆变换得到最终的结果。实验结果表明所提方法是有效的。     

基于结构相似性的多传感器图像融合

采用SCDPT变换对图像进行多尺度、多方向分解,得到图像不同尺度、不同方向的频带系数.然后对低频子带系数采取基于结构相似性(SSIM)、区域能量和区域平均梯度的融合规则,对方向子带系数采取基于SSIM和区域方差的融合规则.最后通过SCDPT逆变换得到融合图像.采用信息熵、平均梯度、互信息、边缘强度、均值等作为客观评价指标,实验结果表明,相对于小波变换、拉普拉斯金字塔变换、梯度金字塔变换,所提出的算法能够充分提取图像特征,具有更灵活的方向性和平移不变性,并且能够准确捕获图像轮廓特征信息和纹理细节信息.融合结果优于大部分基于其他多尺度变换的图像融合算法.     

基于边界约束最优投影梯度NMF的TINST域图像融合方法

针对多模态图像的融合问题, 提出一种平移不变不可分离剪切波结合边界约束最优投影梯度非负矩阵分解的图像融合方法, 解决了已有融合方法中融合精度较低的问题. 该方法利用平移不变不可分离剪切波对源图像进行分解; 将低频子带系数视为原始观测数据, 采用边界约束最优投影梯度非负矩阵分解算法得到包含特征基的融合低频子带系数, 将高频方向子带系数作为脉冲耦合神经网络的外部输入激励, 边缘强度作为链接强度, 经点火处理和判决选择运算, 得到融合高频方向子带系数; 最后对融合子带进行平移不变不可分离剪切波逆变换得到融合图像. 为了验证该融合方法的有效性, 对几组不同模态的图像进行对比融合实验. 融合图像的主观与客观评价结果表明, 该融合方法优于目前已有的典型多尺度图像融合方法.     

基于 NSDTCT 与稀疏表示的红外和微光图像融合

针对传统融合方法信息缺失较多与连续性较差等问题,提出了一种基于非下采样双树复轮廓波变换（NSDTCT）与稀疏表示的红外和微光图像融合方法。利用NSDTCT进行多尺度分解获得低频成分和高频子带成分,引入稀疏表示理论,构建低频成分和高频成分的融合模型,将图像融合分别转化为对应稀疏编码的融合,低频和高频成分稀疏表示系数分别根据加权平均和多方向对比度准则进行融合。进行对比实验,选用平均梯度（AG）、标准差（STD）、互信息（MI）、边缘保持度（QAB/F）、结构相似度（SSIM）这5种客观指标,结果较传统方法分别提升2.1%、3.3%、16.1%、6.6%、8.5%以上,表明该方法能够有效保留红外微光图像信息,提高融合图像连续性和成像质量。     

改进多重字典联合自适应学习的稀疏壁画修复

针对壁画稀疏表示修复算法字典单一、细节修复欠佳的问题，提出了一种改进多重字典联合自适应学习的稀疏壁画修复算法.首先，采用非下采样剪切波NSST将破损壁画进行分解，获取壁画的低频纹理子带图像和高频结构子带图像，解决了稀疏表示算法对壁画图像结构和纹理信息考虑不足的问题.然后，提出了多重字典自适应学习的稀疏方法，将低频纹理图像根据像素之间特征的相似性进行聚类，构建多重稀疏子类字典，并利用奇异值分解和分裂Bregman迭代优化完成低频分量修复.接着，引入脉冲耦合神经网络机制，修复壁画图像的高频结构子带.最后，通过NSST逆变换融合完成修复.采用真实壁画进行修复的实验表明，该算法能够有效保护壁画图像结构和纹理层等重要信息，所提算法相较对比算法取得了更好的视觉效果和客观评价.     

非下采样Contourlet变换耦合锐度制约的遥感图像融合

当前多数遥感图像融合算法主要是依靠比值法选取全色图像或多光谱图像中的其中一个高频子带作为高频融合系数,忽略了另一个高频系数所包含的信息,易导致融合图像出现模糊以及光谱失真等不足.对此,本文提出了基于非下采样Contourlet变换与锐度制约模型的遥感图像融合算法.通过亮度-色调-饱和度(IHS)变换,获取多光谱图像的I,H,S分量,利用非下采样Contourlet变换对多光谱图像的I分量以及全色图像进行多尺度精细分解,得到相应的低频子带与高频子带;利用像素点邻域的像素值之差构造锐度制约模型,完成低频子带的融合.考虑多光谱图像中I分量与全色图像的高频子带特征,构造高频子带融合模型,完成高频子带的融合;将融合后的高频子带与低频子带通过非下采样Contourlet逆变换,输出融合图像的亮度分量珔I,将珔I与H,S分量进行IHS逆变换,形成最终的融合图像.仿真实验显示,与当前遥感图像融合方法相比,所提方法的融合图像具有更高的视觉质量,可保留更多的光谱以及边缘等图像细节信息.     

多级方向引导滤波器及其在多传感器图像融合中的应用

基于多级方向引导滤波器, 提出一种图像多尺度几何分析方法, 并将其应用于多传感器图像融合中. 首先利用引导滤波器对图像进行多级边缘保持分解, 得到一个近似子带和多个不同尺度上的细节子带; 然后采用楔形小尺寸方向剪切滤波器对细节子带进行方向分析, 在不同尺度上生成多个方向子带, 根据近似子带和方向细节子带所具有的不同物理意义, 分别采用不同的融合准则对分解后的系数进行合并处理; 最后通过对合并后的系数进行简单的叠加计算获得重构图像. 该方法有效解决了在其他多尺度分解中滤波器缺乏自适应性和图像分析不具备平移不变性的问题. 多组图像融合实验结果表明, 在图像融合过程中, 该方法的性能优于已有的其他典型多尺度分解方法.     

基于小波变换的自适应图像融合算法

在分析已有小波图像融合方法的基础上,针对高、低频融合规则的选择问题,提出了一种基于小波多分辨率分解的图像融合算法。该算法对小波分解后的低频子图像采用基于主成分分析的低频融合规则进行融合,而对高频子图像采用系数绝对值取最大和基于局部均值方差最大化的融合规则进行融合。实验结果表明,该方法提高了融合图像包含的信息量,最大可能地消除了局部对比度极性反转的情况,明显地增强了融合图像的清晰度,而且很好地保留了源图像中的边缘细节。     

Analysis of color distortion and optimum fusion for remote sensing images using the statistical property of wavelet decomposition

IHS （Intensity, Hue and Saturation） transform is one of the most commonly used tusion algonthm. But the matching error causes spectral distortion and degradation in processing of image fusion with IHS method. A study on IHS fusion indicates that the color distortion can＇t be avoided. Meanwhile, the statistical property of wavelet coefficient with wavelet decomposition reflects those significant features, such as edges, lines and regions. So, a united optimal fusion method, which uses the statistical property and IHS transform on pixel and feature levels, is proposed. That is, the high frequency of intensity component Ⅰ is fused on feature level with multi-resolution wavelet in IHS space. And the low frequency of intensity component Ⅰ is fused on pixel level with optimal weight coefficients. Spectral information and spatial resolution are two performance indexes of optimal weight coefficients. Experiment results with QuickBird data of Shanghai show that it is a practical and effective method.     

基于小波变换的多聚焦图像融合方法

为了改善图像融合效率,针对当前图像融合方法存在的局限性,提出一种基于小波变换的多聚焦图像融合方法.首先确定最优的小波分解层数,采用小波变换对图像进行多次分解;然后考虑低频子带与高频子带各自的特点,选择局部平均梯度准则作为高频子带的融合规则,低频子带采用3个系数的平均值作为融合规则;最后通过仿真实验对图像融合的有效性进行测试.实验结果表明,该方法获得了更理想的图像融合结果,提高了融合后的图像质量,且融合效果明显优于对比图像融合方法.     

一种基于四元数小波变换的图像融合方法*

目的基于四元数小波变换理论提出了一种新的图像融合方法。方法基本思想主要包括3步:首先,对图像进行四元数小波分解,得到各个尺度下的高频子带和低频子带。其次,对高频子带和低频子带分别采用区域最大值法和系数平均的融合准则,得到融合的四元数小波融合系数。最后,利用四元数小波逆变换得到融合图像。结果用所提方法得到了6组测试图像在主观和客观上的融合结果。结论实验表明,所提方法比离散小波变换、对偶数复小波变换和曲线波变换的图像融合方法更有效。     

云计算环境下大数据视频图像的尺度空间融合算法研究

针对传统算法融合图像质量差、清晰度低、损失图像包含信息的弊端,提出一种新的云计算环境下大数据视频图像的尺度空间融合算法,介绍了尺度空间理论。通过具有平移不变性特征的提升静态小波变换算法对云计算环境下大数据视频图像进行尺度空间融合,对待融合图像进行提升小波变换分解处理,获取不同尺度空间下的低频子带系数与高频子带系数。针对低频子带系数与高频子带系数给出各自的融合方案,获取融合图像的提升静态小波变换系数。通过提升静态小波逆变换获取最终的融合图像。从主观和客观两个方面对所提算法的融合效果进行测试。结果表明,所提算法主观融合效果好,通过客观评价指标对融合图像进行评价,发现所提算法得到的融合图像清晰度、质量佳,不会损失图像包含信息。     

结合NSCT和区域特征的图像融合新算法

提出一种把非下采样Contourlet变换(NSCT)和区域特征相结合的图像融合新方法.该方法能够获取更好的空域和频域中的局部特征,同时提高融合图像的质量.用NSCT对已经配准的源图像在不同尺度和方向进行分解,低频子带分量采用区域平均能量和匹配度相结合的融合规则,高频子带分量使用改进的拉普拉斯能量和取大的融合规则.然后,利用逆NSCT变换对图像重构得到融合结果.实验结果表明,新方法优于其他三个常用的方法,且较好地保留图像的边缘和细节信息.     

基于Shearlet和稀疏表示的遥感图像融合

针对NSCT变换算法具有较高复杂度、计算时间长、不符合实时性要求的问题,提出将基于Shearlet变换和稀疏表示的算法引入到遥感图像融合中。首先,对待融合图像进行Shearlet变换,分解后得到的低频子带系数采用区域能量取大的融合规则;分解后的高频子带系数采用PCNN的融合规则,最后对重构系数进行Shearlet逆变换。实验结果表明,与NSCT变换及经典算法相比,新方法不仅有效改善了图像融合质量,同时提升了算法的运行速度,实时性良好。     

基于NSST与改进稀疏表示的医学图像融合方法

针对单一模态的医学图像无法为临床诊断提供全面、 互补信息的问题, 提出一种基于非下采样剪切波变换(NSST)与改进稀疏表示(ISR)的多模态医学图像融合方法. 首先用NSST分解工具将待融合图像分解为一个低频子带和若干个高频子带; 其次, 用ISR方法融合低频子带, 通过Sobel算子和引导滤波器去除低频子带的细节特征, 从而提高低频子带的融合效率, 同时对高频子带采用绝对值最大的融合规则进行融合; 最后, 将融合后的低频子带和高频子带进行逆NSST变换得到最终的融合图像. 实验结果表明, 该方法在主观视觉性能和客观评价上均优于其他对比融合方法.     

基于NSST与改进稀疏表示的医学图像融合方法

针对单一模态的医学图像无法为临床诊断提供全面、 互补信息的问题, 提出一种基于非下采样剪切波变换(NSST)与改进稀疏表示(ISR)的多模态医学图像融合方法. 首先用NSST分解工具将待融合图像分解为一个低频子带和若干个高频子带; 其次, 用ISR方法融合低频子带, 通过Sobel算子和引导滤波器去除低频子带的细节特征, 从而提高低频子带的融合效率, 同时对高频子带采用绝对值最大的融合规则进行融合; 最后, 将融合后的低频子带和高频子带进行逆NSST变换得到最终的融合图像. 实验结果表明, 该方法在主观视觉性能和客观评价上均优于其他对比融合方法.