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。     

基于背景还原的红外伪装效果评价方法

针对复杂环境背景下目标红外伪装效果评价问题, 提出了一种基于背景还原的红外伪装效果评价方法。首先利用改进的Criminisi算法对目标遮蔽下的背景区域进行修复, 得到背景还原图像, 然后与原图进行相似性度量; 考虑到实际还原背景与理想还原背景之间因图像修复算法局限性而引起的偏差, 使用IL-NIQE模型对背景还原图像的修复质量和还原效果进行评价; 最后将相似性度量值与还原效果度量值进行非线性融合, 完成目标红外伪装效果的综合评价。实验表明, 该评价方法符合人眼视觉特性, 能够对复杂环境背景下目标的红外伪装效果进行较好的客观评价。     

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。     

一种基于SGNN网络的模糊图像融合算法

首先对现有的M-L算法提出了优化顺序和优化次数的改进;接着提出了对生成的SGNN网络先剪枝再一次优化的综合处理方法;然后对原有的基于SGNN和模糊理论的图像融合提出了两点改进:在原有的图像像素聚类后,加入了综合处理环节,使得图像像素聚类的效果更好;针对由于不同传感器获得的图像灰度特性的不一致导致的聚类后各类类中心的灰度值差别很大,甚至分类数目都不一致的问题,提出了改进的融合方法.仿真证明了所提的模糊融合方法的优越性.     

基于非采样contourlet变换的多光谱和全色图像自适应融合算法

光谱保持和高分辨率保留是影像融合的两个重要问题。提出了一种自适应的基于非采样contourlet变换的多光谱和全色图像的融合方法。该方法在对多光谱影像进行IHS变换的基础上,对多光谱的I分量和高分辨率的全色影像分别进行非采样轮廓波变换(NSCT),然后对分解得到的近似分量以及各层金字塔各方向的细节分量利用本文提出的自适应基于局部特征的融合准则进行影像融合,通过非采样contourlet逆变换得到新的I分量,最后与H,S分量一起还原到RGB空间,得到融合后的高分辨率多光谱彩色图像。采用一组多光谱图像和全色图像数据进行融合实验,利用均值、标准差、熵、光谱扭曲度和相关系数5个重要评价指标对融合效果进行数理分析。实验融合图像的目视效果和统计指标均优于传统的IHS融和方法、小波融合方法以及contourlet变换方法。     

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。     

基于双树复小波变换的夜视图像融合

针对夜视图像融合的特点:尽量获得精确的特征定位和清晰的图像表达,提出了基于双树复小波变换的融合方法,充分利用了双树复小波变换所具有的平移不变性、方向选择性、有限的数据冗余、完美的重构性和较高的计算效率等特点。并在此基础上提出了多策略的融合规则:低频采用清晰度,高频采用窗口能量。除了目视定性评价外,还使用了通用的基于主客观的定量评价方法。通过对两组夜视图像融合的实验测试,表明了双树复小波变换相对于离散小波变换的优势和高低频采用不同融合规则的有效性。     

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。     

基于空谱信息协同与Gram-Schmidt变换的多源遥感图像融合方法

多光谱和合成孔径雷达图像的融合可以保留每个数据的优势, 有利于提高土地覆盖分类精度。然而, 当前的一些图像融合方法不能完全利用原始数据的光谱信息与纹理细节。为了克服上述问题, 提出一种基于空谱信息协同和Gram-Schmidt变换的融合方法。在所提方法中, Sentinel-2A图像和高分三号(GaoFen-3, GF-3)图像分别经过不同的预处理操作。由于灰度共生矩阵能有效提取图像的纹理信息, 因此将其应用于Sentinel-2A图像以提取结构特征, 并将空谱信息协同的多光谱图像与GF-3图像通过Gram-Schmidt变换进行融合。实验采用主成分分析法和传统的Gram-Schmidt变换作为比较方法。为了确定融合算法的有效性, 采用5项评价指标(包括平均梯度、空间频率、均值、标准差和相关系数)来衡量融合图像的质量。此外, 由于随机森林具有优秀的训练速度和出色的分类性能, 将其用于土地覆盖分类。随机森林的分类精度、Kappa系数和分类结果图作为融合方法的评价标准。实验结果表明, 与单独使用原始Sentinel-2A相比, 所提方法可以将整体精度提高多达5%, 具有提高遥感卫星图像土地覆盖分类精度的潜力。     

多光谱和全色图像融合适用的超复数主元加权方法

提出了一种适用于多光谱与全色图像融合的超复数主元加权方法.该方法首先对全色图像的每个像素值进行矢量化,然后对由RGB表示的多光谱图像和矢量化的全色图像分别用超复数矩阵进行表示,该表示方法考虑了由RGB表示多光谱图像的矢量性,从而避免了IHS和PCA融合方法由于忽视多光谱图像的矢量性而导致的色彩失真.通过对超复数矩阵表示的全色图像和多光谱图像分别进行超复数奇异值分解,分别获得了这两个超复数矩阵的超复数奇异值,并对得到的奇异值进行主元分析,提出了用最大特征值对应的特征向量作为权值进行加权图像融合的方法.分析和仿真的结果表明:提出的方法不存在人眼可见的光谱畸变.而用各种现有图像融合评估方法的评估结果也表明:提出的方法优于IHS、PCA和小波变换等融合方法.     

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。     

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。     

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。     

基于NSCT域I2CM的图像融合方法

针对多传感器图像融合问题, 提出一种基于非下采样轮廓波变换域改进型交叉视觉皮层模型的图像融合方法. 首先, 采用非下采样轮廓波变换对源图像进行多尺度、多方向稀疏分解; 然后对经典交叉视觉皮层模型进行改进, 改进后的模型不仅待定参数更少, 而且可以自适应地确定迭代次数; 最后利用其实现对各子图像的融合并进行非下采样轮廓波逆变换获得最终融合图像. 实验结果验证了该方法的有效性.     

基于Curvelet变换的多光谱图像与全色波段图像融合

为了使融合后的多光谱Ms图像在保持原始Ms图像光谱特性的同时,最大可能地提高空间分辨率,提出了一种基于Curvelet变换的遥感影像融合算法。该算法首先采用Curvelet变换提取全色波段Pan图像的空间细节信息,然后采用基于内容的注入模型将提取的空间信息局部调整后添加到各波段Ms图像中去,得到具有高空间分辨率的Ms图像。算法在有效避免融合后Ms图像光谱失真的同时,能够显著提高融合图像的空间质量。采用IKONOS卫星遥感影像进行了仿真实验,实验结果结果表明,该算法在光谱保留和空间质量提高方面比传统的基于小波变换融合算法具有更高的性能。