像素级多传感器图像融合新方法研究
像素级图像融合及其关键技术研究
像素级图像融合及其关键技术研究图像融合是将多个相同或不同类型的成像传感器获取的同一场景的多幅图像信息加以综合与提取,从而产生比任何单一图像信息对景物更加精确的描述。
图像融合一般可分为像素级、特征级和决策级图像融合。
本文针对像素级图像融合技术中需要解决的关键问题,重点研究了其中的三项关键技术:像素级图像融合预处理中的图像降噪技术、多聚焦图像融合技术以及全色与多光谱遥感影像融合技术。
主要内容为:1.提出了一种基于人类视觉系统的图像去噪方法。
该方法结合了像素分类与小波变换,在不同的图像区域采用不同的阈值进行去噪,可有效提高图像去噪的效果,同时较好的保持了图像细节。
2.提出了一种有利于图像压缩的小波图像去噪方法以及一种小波系数校验方法。
该去噪方法利用图像小波系数的层内相关性进行图像去噪,并可与后续的图像压缩处理有效结合。
3.提出了一种基于局部区域梯度信息的多分辨率图像融合算法及其改进算法。
改进算法对不同源图像的对应尺度系数进行自适应加权相加,以获得融合后的尺度系数。
这两种方法的融合效果均优于常用融合方法。
4.提出了一种基于离散余弦变换以及一种结合小波变换与离散余弦变换的图像融合新方法。
前者的计算量相对较少,适用于实时处理,而后者则能有效提高图像融合的质量。
5.提出了一种基于支持向量机与图像块分割的自适应图像融合策略。
该方法依据多聚焦源图像块所在的位置,采用不同大小的图像块进行自适应融合处理,可有效提高图像的融合效果。
6.提出了一种结合块分割与多分辨率分析的多聚焦图像融合方法。
该方法可与现有的基于多分辨率分析的多聚焦图像融合方法相结合,能有效提高这些方法的融合效果。
7.提出了一种基于离散余弦变换与IHS(Intensity-hue-saturation,IHS)变换的多光谱与全色遥感影像融合方法及其改进算法。
这两种方法可直接在离散余弦变换域进行遥感影像融合,适合压缩格式的遥感影像快速融合。
利用这两种方法的思想在空域结合基于IHS变换的融合方法,仅需较小的计算量,在提高融合图像空间分辨率的同时,保持了绿色植被区域的光谱特性。
像素级图像融合方法及应用研究
像素级图像融合方法及应用研究图像融合技术(Image Fusion Technology)作为多传感器信息融合的一个非常重要的分支——可视信息的融合，近二十年来，引起了世界范围内的广泛关注和研究热潮。
图像融合就是对多个传感器采集到的关于同一场景或目标的多个源图像进行适当的融合处理，以获取对同一场景的更为准确、更为全面、更为可靠的图像描述。
图像融合的目的是充分利用多个待融合源图像中包含的冗余信息和互补信息，融合后的图像应该更适合于人类视觉感知或计算机后续处理。
像素级图像融合是在基础层面上进行的图像融合，它能够提供其它层次上的融合处理所不具有的更丰富、更精确、更可靠的细节信息，有利于图像的进一步分析、处理与理解，它在整个图像融合技术中是最为复杂、实施难度最大的融合处理技术。
本文的研究工作主要是围绕像素级的图像融合展开的，针对像素级图像融合技术中需要解决的关键问题，重点研究了像素级图像融合的算法及其实现以及图像融合质量的综合评价问题，同时还对图像融合的预处理技术以及像素级图像融合技术的初步应用做了探讨。
本论文的主要研究内容和研究成果如下：(1) 在深入理解图像融合技术基本理论的基础上，针对传统基于塔型分解和基于小波变换图像融合方法的分解方式不能很好地适用于高频段包含大量重要信息的图像融合这一问题，提出了一种基于离散小波包变换的图像融合方法，该方法能够对图像的高频部分进行更为细致的划分，从而有利于在融合过程中提取源图像的重要细节信息，实验结果表明该方法能够有效地提高图像的融合质量。
为了进一步改善图像的融合效果以及融合算法的性能，本文还提出了一种新的基于区域特征选择的图像融合规则。
该规则不仅计算简单，而且能够在融合图像中保留较多的重要特征和细节信息，通过针对不同类型多源图像的融合仿真实验，结果表明该融合规则具有良好的融合性能。
(2) 针对在图像融合过程中，采用传统基于卷积运算的小波变换处理大量的图像数据时，存在的计算复杂、运算所需内存较多、无法实现在线快速的图像处理等缺陷，提出了一种基于第二代小波变换的图像融合方法。
像素级多聚焦图像融合算法研究
像素级多聚焦图像融合算法研究
在变换域方面,提出了两种基于Q-Shif双树复数小波变换(Q-Shif DT-CWT)的融合算法。
针对低频系数和高频系数的不同特点,算法一分别采用邻域梯度取大(NGMS)和模值取大(MVMS)融合准则进行系数融合。
在算法一的基础上,算法二采用合成图像模值取大(SI-MVMS)准则对高频系数进行融合。
两种融合算法提高了系数选取的准确性,其中算法二融合图像质量更高。
在空间域方面,提出了基于非下采样Contourlet变换(NSCT)的空间域融合算法。
该算法采用NSCT提取源图像细节信息,通过合成图像绝对值取大(SI-AVMS)准则得到融合决策图来“指导”源图像中像素点的选取。
算法利用NSCT良好的细节表现力,克服了传统空间域融合算法在细节表现力上的不足。
由于不存在反变换,避免了对源图像信息的破坏。
在彩色多聚焦图像融合方面,提出了基于NSCT的空间域彩色多聚焦图像融合算法。
该算法根据亮度分量的融合情况“指导”源彩色图像的三个分量中像素点的选取,其中亮度分量采用基于NSCT的空间域融合算法进行融合。
该算法避免了传统融合算法容易出现的颜色失真和模糊现象。
像素级图像融合中的拼接方法研究
中北大学学位论文
５ 扣 ｔ ｈ ｓ ｅ ｓｏ ｉ ｆｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｓ ｌ ｏ ｌ ｒ ａ ｎ Ｃ ｅ ｔ ｉ ｃａ ｉ ｆ 幻 ｏ ｎ ． ｔｈ ｌ ｓｐ ａ ｒ ｅ ｅ ｆ ｒ ａ ｂ ｌ ｙｃ ｏ ｍ Ｐ ｌ ｅ ｌ ｅ ｄｍ ｕ ｌ ｉ ｔ 巾 ｅ 晓 币 ｅ 以 Ｉ ｅ ｖ
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ｉ ｖａ ｎ ｉａ ｒ ｂｌ ｅａ ｔ ｉｂ ｒ ｔ ｕ ｔ ｅ ． Ｆ ｒｉ ｏ ｓ ｄ ｔ ｅｆ ｅ ｃ ｔ ｎｄｌ ａ ｉ ｍｌ ｔ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ， ａ ｍｅ ｔ ｈ ｄ ｏ ｏ ｆ如ａ ｇ ｅ ｏ ｓ ｍ ｉ ａ ｃ ｂ ｓ ａ ｄｏ ｅ ｎ ｃ ｏｍ ｒ ｅ ｄ ｔ ｅ ｃｔ ｅ １ ｏ ｎ ｓＰ ｉ ｒ Ｓｅ ｅ ｎ ｔ ｄｔ ｅ ｈａ ｔ ｉ ｓ ｌｅ ｂ ａ ｏａ ｔ ｃｃ 以 ｔｅ ａ ｌ ｙ ｉｃ ｔ ｓ ｈｔ ｗｏ ｍａ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ 加ａ ｇ ｓａ ｅ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｌ ｌｌ ａ ｃ ｙｗ ｉ ｈ ｔ
针对光照条件 的变化 下采集 的图像之间存在 明显 的差异 的问题， 本 论文研究 了图像
融合方法， 多分 辨率拼 接技术 解决了图像间 存在产生的 鬼影和曝光差异问 题。 提出了 一
多传感器图像融合方法研究与实现的开题报告
多传感器图像融合方法研究与实现的开题报告一、研究背景与意义随着人类对信息获取和处理能力的不断提升，各种传感器也随之不断涌现。
不同传感器可以获取不同类型的信号，例如红外传感器可获取热信号、激光雷达传感器可获取距离信息、相机传感器可获取光信号等。
因此，多传感器图像融合技术（Multi-Sensor Image Fusion，MSIF）的发展逐渐成为研究热点。
多传感器图像融合技术是将不同传感器获取的数据融合起来，以获取更全面、更精确的信息。
相对于单个传感器，多传感器图像融合技术具有以下优点：1.提高了信息的全面性和稳定性：不同传感器获取的信号互相补充，增加了信息的完整度，从而提高图像的质量和稳定性。
2.提高了信息的精度和分辨率：不同类型的传感器在不同方面的分辨率、灰度等方面差异很大，而融合后的图像可以最大程度保留不同类型传感器的有用信息。
3.适用性更广泛：因为不同类型传感器可以获取不同种类的信息，所以多传感器图像融合技术可以适用于更广泛的应用场景。
二、研究内容与方法本研究将主要研究多传感器图像融合的方法与实现，具体工作如下：1.收集不同类型传感器采集的数据集：例如红外传感器、激光雷达传感器、相机等。
2.研究多传感器图像融合算法：例如小波变换、主成分分析、加权平均法等。
通过比较算法的优缺点，选择最适合的融合算法。
3.编程实现：使用Matlab等工具，编写程序实现数据的读取、处理与融合。
4.实验测试：使用已采集的数据进行融合实验，评估融合效果，并与单个传感器图像进行比较。
三、预期创新点与成果本研究将尝试探索多传感器图像融合这个领域，寻找其创新点，包括但不限于以下几点：1.研究多传感器图像融合的算法原理，分析其优缺点，以及应用场景。
2.通过实验测试，验证多传感器图像融合技术的有效性。
预期成果包括：1.开发出一套多传感器图像融合的程序，可以用于不同类型传感器的数据融合。
2.对多传感器图像融合技术的优点和局限性进行总结，为未来的研究提供参考。
像素级图像融合及其关键技术研究
2、医学影像处理
2、医学影像处理
医学影像是一种非常重要的医学诊断手段，但由于成像设备的限制和个体差 异的影响，医学影像的质量往往存在一定的问题。像素级图像融合方法可以用于 将多幅医学影像进行组合，提高图像的质量和诊断准确性。通过将不同医学影像 的像素进行组合，可以获得更多的医学信息，提高诊断的准确性和可靠性。
1、基于多尺度变换的方法
1、基于多尺度变换的方法
多尺度变换方法是一种常用的像素级图像融合方法。它通过对图像进行多尺 度变换，将不同尺度的图像进行组合，得到一幅新的图像。其中，最具代表性的 多尺度变换方法是拉普拉斯金字塔变换和指导滤波器变换。这些变换方法可以将 不同尺度的图像进行组合，得到更多的信息，提高了图像的质量和识别率。
参考内容
基本内容
基本内容
随着科技的发展，图像融合技术已经成为计算机视觉和图像处理领域的重要 研究方向。像素级图像融合是一种基于像素级别的图像融合方法，它可以将多个 源图像的像素信息融合到一起，生成一幅新的图像。这种技术被广泛应用于军事、合的基本原理是将源图像的像素值进行加权平均，生成一幅新 的图像。这种方法简单易行，但存在一些问题，如边缘模糊、细节丢失等。为了 解决这些问题，研究者们提出了许多改进的像素级图像融合方法。
基本内容
像素级图像融合主要通过将不同图像的像素级信息进行融合，以提高融合图 像的质量和清晰度。这种融合方法可以有效利用各种图像的信息资源，提高图像 的视觉效果和特征表达能力。常见的像素级图像融合方法包括基于灰度共生矩阵 的方法、基于小波变换的方法、基于主成分分析的方法等。
基本内容
然而，像素级图像融合在面对复杂场景下的多变性和不确定性时，仍存在一 定的局限性。例如，在面对具有高度动态变化和复杂背景的场景时，传统的像素 级图像融合方法可能会出现误检和漏检的情况。因此，如何提高像素级图像融合 的鲁棒性和适应性，成为了当前研究的重点和难点。
基于像素级的图像融合方法研究
基于像素级的图像融合方法研究近年来，图像融合技术在图像处理、计算机视觉和机器学习领域得到了广泛的应用，随着计算机科学的发展，各种图像融合方法也日益增多。
图像融合技术是指将多个图像合成为一张图片，以提高被融合图像的可理解性和视觉效果。
近年来，基于像素级的图像融合方法屡获殊荣，且在一些图像融合应用中得到了广泛的使用。
本文旨在通过回顾基于像素级的图像融合方法来深入理解这一领域的研究，探究现有的技术和方法，以及他们的优缺点。
首先，本文将从图像融合技术的定义出发，对概念进行详细分析。
图像融合的定义是指将一组输入图像融合成一张输出图像的过程，其目的是提高图像的视觉效果和信息量，以及将不同图像之间的有用信息保留下来。
然后，本文将介绍基于像素级的图像融合技术，该技术是将每个像素的值从输入图像中融合到输出图像中的一种技术，它基于计算机科学的基本原理，如迭代收敛、函数重组和空间传播等。
接下来，本文将介绍基于像素级的图像融合方法的优缺点，以及其在实际应用中的优势。
像素级图像融合技术有一个显著的优点，即它不需要人为干预，只需设定一些参数，就可以实现自动化处理，从而简化了图像处理流程。
另一方面，像素级融合技术还可以有效降低图像损失，通常在进行像素级融合后，可以从输出图像中细粒度的提取出源图片的信息，而不会受到源图质量的影响，从而可以保护输入图像的精细细节。
最后，本文将对基于像素级的图像融合方法进行总结，结合现有研究，分析出该方法的优势和局限性，并探讨其未来发展方向。
从本文的研究来看，像素级图像融合技术具有自动性、质量和细节的优势，但与其他方法相比，它的缺点主要在于低效性、数值稳定性和可靠性方面。
在未来的研究中，应尝试对方法进行改进，以提高它的效率和可靠性，从而为图像处理带来更多便利。
综上所述，基于像素级的图像融合技术是一种有效且成熟的技术，但与其他图像处理方法相比，它仍然有待改进。
因此，未来的研究应该着重于提高像素级图像融合技术的效率和可靠性，以提供更优质的图像处理服务。
像素级图像融合及其相关技术研究
像素级图像融合及其相关技术研究经过三十多年的发展，多源传感器图像信息融合逐渐成为一门新兴的学科。
多源传感器图像信息融合是指通过对两个或者多个传感器获得的关于同一场景的图像信息进行整合处理，以便获得一幅对该场景更精确、更可靠和更全面描述的图像。
随着图像融合技术及其理论的进一步发展和完善，可以预见它将更广泛地应用到军事、医学、工业监测、地球遥感等领域。
尽管图像融合的研究取得了很大的成就，但是由于图像融合面对很多新情况、新问题，使得图像融合的研究变得越来越重要。
目前，国内关于图像融合的研究处于起步阶段，远远落后于国外，因此，有必要对图像融合进行深入的研究。
本文对像素级图像融合在理论和技术方面进行了如下的研究：(1)图像融合是一个病态的求逆问题，采用模拟退火算法求解能量最小化函数时速度很慢，且无法保证获得最优解，本论文采用图论为图像融合的能量最小化函数建立了相应的图模型，并采用图割理论进行优化求解，极大地提高了图像融合的求解速度，并能获得问题的全局最优解。
(2)在子空间和多尺度上对图像融合进行了研究。
其一，采用二维主成分分析及控向金字塔分解方法，对多光谱和全色图像的融合进行了研究，同时还考虑了边缘的保护，实验表明该算法能够有效地改善图像的空间分辨率及减少光谱失真；其二，综合利用主成分分析、IHS变换及视觉驱动模型对医学PET图像和MRI 图像融合进行了研究，该算法综合利用了三者的优点，能够有效地提高融合的空间分辨率，降低光谱失真；其三，基于特殊线性群理论提出了一种新的独立成分分析算法，应用该算法进行图像融合时可以有效地提高融合效果；最后，在最大似然估计理论和拉普拉斯金字塔分解算法上建立了一种新的图像融合算法，该算法有效的结合了估计理论和多尺度分解的优点，实验结果表明该算法能够获得比较好的融合效果。
(3)针对有噪源图像，为了更有效地提高空间分辨率和视觉效果，以及保护边界信息，提出了一种改进全变差融合算法，结合二阶优化模型，获得了一种新的融合算法。
像素级图像融合方法研究与应用
像素级图像融合方法研究与应用随着图像传感器技术的发展,多传感器图像融合已成为图像理解、计算机视觉以及遥感领域中的一个研究热点,并广泛应用于自动目标识别、智能机器人、遥感、医学图像处理和制造业等领域。
像素级多传感器图像融合获取的原始信息量最多、检测性能最好、应用范围最广,是各级图像融合的基础。
本论文结合有关国家自然科学基金、航天技术创新基金等课题要求,针对像素级多传感器图像融合方法和应用进行了深入研究。
主要工作可总结为以下几个方面: 多传感器图像配准是进行像素级多传感器图像融合的前提,其误差大小直接影响融合结果的有效性。
对图像配准方法进行了综述,分析了各种方法的适用性、优点和不足之处。
在此基础上,针对目前研究中存在的问题,提出了一种基于Harris 角点特征的图像自动配准方法。
该方法首先提取参考图像和待配准图像的Harris 角点特征点集,然后通过角点邻域相关匹配和马氏距离仿射变换不变性实现角点的匹配,从而完成图像的配准。
实验结果表明该算法在保持高配准精度的同时有较高的执行速度,能够实现有大旋转角度、平移以及灰度差条件下不同传感器或波段的图像自动配准。
传统的基于小波变换的图像融合方法存在移变问题。
针对此问题,提出了一种具有平移不变性基于离散小波框架的多传感器图像融合方法。
提出了低频基于改进的邻域熵、高频基于跨尺度的邻域空间频率的融合策略,有效地抽取了变换域各尺度、方向上的显著特征,并将它们融合在一起。
大量的实验验证了该方法的有效性。
为了进一步满足图像融合对连续方向的要求,在研究了可操纵方向金字塔变换的原理和性质的基础上,提出了另一种具有平移不变性基于可操纵方向金字塔变换的多传感器图像融合方法。
该方法利用可操纵方向金字塔变换良好的方向控制能力和平移不变性,有效地捕获了源图像的方向信息,提高了融合图像的直觉可视性,获得较基于离散小波框架方法质量更高的融合图像。
提出了一种基于双树复小波变换的多传感器图像融合方法。
像素级多传感器图像融合研究进展
与简单 的图像融合方法 比较 ， 以获得 明显改善的融合 可 效果 。 然而 ， 的金字塔分解均是图像 的冗余分解 ， 图像 分
解的数据总量均比原被分解图像增加约 １ 。 ／ 同时， ３ 在图
像融合 巾高频信息 损失较大 ， 金字塔 重建 时 ， 能出 在 可
为非基 于多尺度变换 的融 合算法 和基 于多尺度 变换 的
融合 算法两大类 。
１ ， 非基于多尺度变换的融合方法 。 典型的非基于多
尺度 变换 的融合算 法有 ： 加权平均方法 、 非线性方法 、 彩 色映射法 、 最优化方法 以及人丁神经 网络方法等 。 １ ．郑州航 空工业管理学 院 计算机科 学与应 用 系 ２武汉化工学院理学院 ； ． 本论文得到湖 北省 自然科 学基 金 （ ０ ４ Ｂ ６） ２ ０ Ａ Ａ１ 及湖北省教育厅 科学技 术研 究项 目基
利用可 以提高系统 的准确性和结果 的可信 度。另外 ， 图 像 的获取 已从最初单 一可 见光 传感 器发展 到现在 的多 通道光谱 、 红外 、 雷达 、 高光谱等 多种不 同传感 器 。 应 相 获取 的图像数据量也急剧增加 。 如何 充分利用大量的多
应 用于多传感器 图像融合 中。 目前应 用于多传感器图像
法为场景建立一个先验模型 ， 融合 任务表达成一个优 把 化问题 ，包括 贝叶斯 最优化 方法 和马尔可夫 随机场方 法 。受生物界多传感器融合的启发 。 人工神经 网络也被
、
像素级多传 感器图像 融合的研 究意义
与单传感器图像数据相 比。 感器 图像数据所 提 多传 供 的信息具有冗余性 、 补性 。通 过像素级多传感器 图 互 像融合可 以合理地利用冗余信息 ， 降低误差和减少 整体 决策 的不确定性 ， 高识别率和精 确度 。对互补信息 的 提
像素级多源图像融合方法研究
像素级多源图像融合方法研究近年来,各种成像设备陆续走入人们的生活,不同类型图像数据的获取变得越来越方便。
然而,由于成像机理的制约,单一类型的图像数据往往无法满足某种实际应用的需求。
此外,同种类型成像设备在不同的成像条件(例如焦距、曝光时间等成像参数)下采集到的图像通常也存在很大差异,而固定一种条件下得到的图像难以反映出场景的全部信息。
因此,如何对来自不同成像机理和成像条件的多幅图像进行融合处理以完成既定的任务就成为亟待研究的课题。
像素级多源图像融合是指综合同一场景不同来源的多幅输入图像(源图像)的互补信息,利用图像处理算法生成一幅新的图像(融合图像),使该融合图像比任何一幅源图像都能更为全面、准确地描述所述场景。
多源图像融合技术在视频监控、医疗诊断、卫星遥感、数码摄影等诸多领域都具有很高的应用价值。
在上述研究背景下,本文针对多聚焦图像、多曝光图像、可见光与红外图像、多模态医学图像等多种类型的图像融合问题进行了深入研究,提出了多种变换域和空域图像融合新方法,希望能为推动图像融合研究的进程作出一定贡献。
本文的主要研究内容和创新点如下：1.在基于多尺度变换的图像融合方法研究中,针对传统基于小波变换的融合方法不具有平移不变性的缺点,提出了一种结合小波变换和自适应分块的多聚焦图像融合算法。
该算法以离散小波变换为框架,对低频系数采用自适应尺寸分块的方法进行融合,图像块的尺寸用差分进化算法优化求解,然后对此低频融合结果进行精细化处理,得到一幅精确到每个系数来源的标签图,再利用局部小波能量与该标签图相结合的方法对高频系数进行融合,最后重构得到融合结果。
实验结果表明,该算法既可以一定程度克服小波变换法对非严格配准区域融合效果差的缺陷,又可以有效抑制空域分块法易产生块效应的缺点。
2.在基于稀疏表示的图像融合方法研究中,针对传统稀疏表示融合方法中字典表达能力与抗噪能力存在矛盾的困境,提出了一种基于自适应稀疏表示的融合算法,用于处理有噪声的图像融合问题。
像素级图像融合中的拼接方法研究的开题报告
像素级图像融合中的拼接方法研究的开题报告一、研究背景和研究意义图像融合技术是指将多幅不同角度或不同模态的图像进行合成，以获得更完整、更准确的信息。
应用领域包括医学、军事、测绘、环境监测、遥感等。
在实际应用中，图像融合需要保证图像的几何和光学校正一致，同时使得融合后的图像具有更高的信息质量、更明显的特征和更好的可视化效果。
像素级图像融合是一种高级别的图像融合技术，它采用像素级别的拼接方式，能够充分利用不同图像的信息，得到更高质量的融合图像。
而基于像素级图像融合的方法中，拼接技术是关键的环节之一。
拼接质量的好坏直接影响到融合图像的准确性和可用性。
因此，本研究旨在对像素级图像融合中的拼接方法进行研究，探索有效的拼接策略，提高图像融合的质量和效率，推动图像融合技术在各个领域的应用发展。
二、研究内容和研究方法本研究将主要围绕像素级图像拼接展开，研究内容包括以下：1. 分析不同的像素级拼接方法。
2. 探索基于特征点匹配和优化算法的图像拼接方法。
3. 设计评价实验，比较不同方法的拼接效果和处理速度，并对结果进行分析和总结。
本研究将采用以下方法进行研究：1. 阅读相关文献，了解像素级图像拼接的相关知识。
2. 分析不同的像素级拼接方法的优缺点，选择最适合的方法进行研究。
3. 实现所选方法，并对方法进行优化。
4. 设计评价指标和实验方案，进行实验。
5. 对实验结果进行统计分析和比较，总结方法的优劣。
三、预期成果和应用前景本研究旨在探索像素级图像融合中的拼接方法，提高图像融合的准确性和效率。
预计研究成果有以下几个方面：1. 提出了可行的像素级拼接方法，改进了传统的图像拼接方法，提高了图像融合的质量和效率。
2. 设计了评价指标和实验方案，对不同方法进行了实验比较和分析，得到了详细的评价结果。
3. 对比分析各种方法的优缺点，探索像素级图像拼接的性能瓶颈，提供了基于像素级图像融合的实际应用建议。
本研究成果可应用于医学、测绘、环境监测、遥感等领域。
多传感器图像融合方法
多传感器图像融合方法摘要：多传感器图像融合是指针对多个传感器采集的关于同一目标或场景的图像进行适当的处理，产生一幅新的图像，使之更适合人眼感知或计算机后续处理。
每一种传感器是为了适应特定的环境和适用范围设计的，具有不同的特征或不同视点的传感器获取的图像间既存在冗余性又存在互补性，通过对其融合，能有效提高系统的可靠性和图像信息的利用效率。
本文介绍了图像融合基本概念，包括融合系统结构、传感器性能特点、常用融合方法，并分别从定量与定性的角度对融合图像质量的评价标准做了详细的介绍。
关键词：图像融合评价标准多传感器信息融合是指对来自多个传感器的信息进行多级别、多方面、多层次的处理与综合，从而获得更丰富、更精确、更可靠的有用信息。
其中Edward 和James LlinaSll J对信息融合给出了如下定义：信息融合就是一种多层次的、多方面的处理过程，这个过程对多源信息进行检测、结合、相关、估计和组合以达到精确的状态估计和身份估计，以及完整、及时的态势评估。
从八十年代初至今，多传感器信息融合特别是多传感器图像融合已引发了世界范围的广泛兴趣和研究热潮，它在自动目标识别、计算机视觉、遥感、机器人、医学图像处理以及军事应用等领域有着广泛的应用前景。
多传感器图像融合就是利用各种成像传感器得到的不同图像，综合不同图像的互补信息和冗余信息，以获得更为全面更为准确的图像描述。
例如，红外图像和可见光图像的融合可以更好地帮助直升机飞行员进行导航；CT和核磁共振(MPd)图像的融合处理为临床诊断提供可靠的信息。
一．图像融合技术的发展与现状多传感器图像融合技术最早被应用于遥感图像的分析和处理中。
1979年，Daliy等人首先把雷达图像和Landsat．MSS图像的复合图像应用于地质解释，其处理过程可以看作是最简单的图像融合。
到80年代中后期，图像融合技术开始引起人们的关注，陆续有人将图像融合技术应用于遥感多谱图像的分析和处理。
90年代以后，随着多颗遥感雷达卫星JERS．1，ERS．1，Radarsat等的发射升空，图像融合技术成为遥感图像处理和分析中的研究热点之一。
像素级多分辨率图像融合方法研究
重庆大学硕士学位论文像素级多分辨率图像融合方法研究硕士研究生：××××××××（三号黑体，居中）指导教师：（××××××××三号黑体，居中）学科、专业：××××××××（三号黑体，居中）所在院(系、所) （三号黑体，居中）论文提交(完成)时间（四号黑体，居中）摘要摘要随着国民经济和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制关键词： 1重庆大学工学硕士学位论文ABSTRACTindoor location system: CC2431zdk.We get good location accuracy after doing some experimental verification.Keywords：431目录目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 图像融合层次简介 (2)1.2.2 像素级图像融合方法概述 (4)1.2.3 图像融合研究现状 (8)1.2.4 图像融合存在的关键问题 (9)1.3 本文研究工作及结果简介 (10)1.3.1 本文研究工作 (10)1.3.2 研究结果及章节安排 (10)第2章多分辨率图像融合概要 (13)2.1 引言 (13)2.2 像素级多分辨率图像融合框架 (13)2.2.1原理框架 (13)2.2.2步骤分析 (14)2.3 基于区域的多分辨率图像融合一般框架 (18)2.3.1 原理框架 (18)2.3.2 步骤分析 (19)2.4 实验与结果分析 (20)2.5 本章小结 (24)第3章基于冗余小波变换的多聚焦图像融合 (25)3.1 引言 (25)3.2 冗余小波变换概要 (25)3.2.1 小波变换理论概述 (25)3.2.2 图像的小波变换快速算法及冗余算法 (26)3.3 多聚焦图像融合方法 (29)3.3.1 多聚焦图像融合概述 (29)3.3.2 方法原理 (30)3.3.3 基于像素邻域的融合规则 (31)3.4 实验及结果分析 (34)3.5 本章小结 (36)第4章基于冗余小波变换的区域图像融合 (37)4.1引言 (37)4.2基于改进K-means算法的图像聚类分析 (37)4.2.1 K-means算法及其改进 (38)重庆大学工学硕士学位论文4.2.2 多分辨率聚类分析 (40)4.3区域图像融合方法 (44)4.3.1 方法原理 (44)4.3.2 融合规则 (45)4.4 实验及结果分析 (47)4.5 本章小结 (49)第5章图像融合性能评价的进一步探讨 (51)5.1 引言 (51)5.2主观评价方法 (51)5.3客观评价指标 (53)5.3.1 基于融合图像的评价指标 (53)5.3.2 基于融合图像与参考图像的评价指标 (54)5.3.3 基于融合图像与源图像的评价指标 (56)5.4 多分辨率图像融合方法评价 (58)5.4.1 实验设置及性能评价指标的选取 (58)5.4.2 实验结果及分析 (59)5.4 小结 (65)第6章总结与展望 (67)6.1 本文工作总结 (67)6.2 进一步的研究及展望 (68)参考文献 (69)第1章绪论第1章绪论1.1 研究背景及意义随着电子技术、信息技术的飞速发展，超大规模集成电路（VLSI）和超高速集成电路（VHSIC）的出现促使传感器的性能不断提高，面向各种复杂应用的军用和民用传感器信息系统大量涌现。
像素级图像融合方法研究
像素级图像融合方法研究图像融合技术是指借助于各种信息处理方法,将多张原始图像中的信息合并到融合图像中展示的方法。
融合结果图像结合了每个数据源的特征,对目标特性的体现较为全面,并且对于原始图像的信息利用率较高。
图像融合分为像素级、特征级、决策级三个层级,本文的研究重点是像素级图像融合,并针对于医学研究中结构和功能图像的融合以及遥感研究中全色和多光谱图像的融合这两种常见的应用,各自提出了一套融合算法。
对于医学研究中灰度结构图像和彩色功能图像的融合问题,针对结构图像中边缘特征更为重要的特点,提出了基于边缘感知滤波器的自适应分解算法,通过构造理想的目标图像,提取了边缘信息,将结构图像分离为平滑层和纹理层。
为避免人工设定分解层数的不稳定性,提高分解效率,提出了分解精度这一指标,并用其衡量平滑层和纹理层的分离程度,通过设置阈值,每次分解之后,判断是否达到分解精度要求,从而确定最终的分解层数。
在融合过程中,为了改善伪影等问题,提出了动态融合规则,使得在结构图像和功能图像相分离的区域,融合图像能够保留二者的原始信息,在结构图像和功能图像重叠的区域,则能够动态地计算比例以融合之前分离出的平滑层和功能图像的光谱信息,最后叠加纹理层得到融合结果。
实验表明,基于边缘感知滤波器的融合算法表现较为稳定,能够很好的保留原始图像的结构信息和功能信息,克服了部分算法中光谱畸变、区域分块等问题,并且主观观感较好。
针对遥感图像融合问题,提出了一种基于梯度分解的多层次塔形融合方法。
针对遥感图像的特点,依据梯度原理设计了分解滤波核,先使用该滤波核对全色图像进行分解,迭代分离出对应的频率子带,同时对全色图像进行下采样。
当全色图像的分辨率等同于多光谱图像后,对全色图像和多光谱图像同步进行分解和下采样,同时在每个分解层次中重新计算分解滤波核。
分解完成后,依据各层级的特点,分别设计了融合规则,对能量信息体现较多的低频层级,构造了能量公式从而融合对应的低频子带和遥感图像,在中频层级先依据结构相似性指标来进行初始融合评估,并依据初始评估的结果进行二次融合,针对细节信息较多的高频层级使用叠加规则。
图像识别中的传感器融合技术研究
图像识别中的传感器融合技术研究随着技术的不断发展，图像识别技术已经逐渐融入人们生活的各个方面，其中最为广泛应用的则是在安防监控领域。
但是，如果仅凭一种传感器，如摄像头来进行监控，其准确度和完整性都很难得到保证。
因此，图像识别中的传感器融合技术研究显得尤为重要。
首先我们需要知道什么是传感器融合技术。
传感器融合技术是指将多个传感器的数据相互协同、整合，从而得到更为准确、全面的监控结果。
在安防监控领域，可以将摄像头和红外线传感器、声音传感器等多种传感器结合起来使用，从而提高监控精度和立体化程度。
其次，我们需要了解传感器融合技术在图像识别中的应用。
在传感器融合技术的基础上，图像识别算法可以同时使用多种传感器的数据进行分析，从而提高图像识别的准确度和鲁棒性。
比如，在监控中，当出现画面模糊、遮挡或者光线不足等情况时，单一的摄像头很难正确识别物体，但利用多种传感器融合技术，可以获得更多的数据支持，从而实现更准确的识别。
同时，在实际应用中，可以以视频流的形式将多种传感器的数据进行集成，从而实现更加立体化的监控结果。
除了增强监控系统的准确性和立体化程度外，传感器融合技术在图像识别领域还有其他应用。
比如，在军事领域，利用卫星、无人机等多种传感器进行数据融合，可以更准确地获取敌情，发挥更为重要的战略作用。
在工业领域，利用多种传感器进行数据融合，可以实现对工业设备的精准预测和监控，提高设备的使用寿命和安全性。
然而，传感器融合技术在图像识别中的应用还面临着一些挑战。
首先，不同传感器的数据存在差异性，需要考虑如何进行有效的数据对齐。
其次，传感器的数据量庞大，如何在保证准确性的前提下降低运算和存储的负担也是一个难点。
因此，研究传感器融合技术在图像识别中的应用，需要从数据对齐、算法优化等方面进行深入研究。
综上所述，传感器融合技术已经成为图像识别中的重要技术之一，在实际应用中具有广泛的应用前景。
然而，在技术研究上，仍需要面对一系列的挑战和难点，需要不断地进行技术创新和优化。
多传感器图像融合方法研究
多传感器图像融合方法研究一、本文概述随着科技的不断进步，多传感器图像融合技术在众多领域，如军事侦察、无人驾驶、医疗诊断、环境监控等，均显示出巨大的应用潜力和价值。
该技术能够综合利用多种传感器获取的图像信息，通过一定的算法和处理手段，将各自独立的图像数据融合成一幅包含更多信息、更易于理解和分析的图像，从而显著提高图像的识别精度和解释能力。
本文旨在深入探讨多传感器图像融合方法的研究现状和发展趋势，分析不同融合策略的优势和局限性，并提出一种新型的多传感器图像融合算法。
通过对多源图像数据的预处理、特征提取、融合规则设计以及融合结果评价等关键步骤的研究，旨在提高图像融合的质量和效率，为相关领域的实际应用提供理论支持和技术指导。
本文首先对多传感器图像融合的基本概念、原理和应用背景进行简要介绍，为后续研究奠定基础。
然后，详细阐述现有的图像融合方法，包括基于像素的融合、基于特征的融合以及基于深度学习的融合等，并分析它们的优缺点和适用场景。
接着，本文提出了一种基于多尺度变换和稀疏表示的新型图像融合算法，该算法能够充分利用不同传感器图像的空间和频域信息，实现图像的高效融合。
通过实验验证和对比分析，证明了所提算法的有效性和优越性。
本文的研究成果不仅有助于推动多传感器图像融合技术的发展，还为相关领域提供了更为精准、高效的图像处理和分析工具，具有重要的理论价值和实践意义。
二、多传感器图像融合的基本原理多传感器图像融合是一种信息融合技术，它通过对来自不同传感器、不同时间或不同视角的图像信息进行整合，生成一幅包含更丰富、更准确信息的图像。
其基本原理主要基于信息冗余性、互补性和协同性。
信息冗余性指的是多个传感器在观测同一目标时，虽然各自获取的图像信息可能存在一定的差异，但这些信息中往往包含大量的冗余部分，即不同图像中都有关于同一目标的共同信息。
通过融合这些冗余信息，可以提高图像的可靠性和鲁棒性，减少因单一传感器故障或噪声干扰导致的错误。
像素级多分辨率图像融合方法研究
像素级多分辨率图像融合方法研究
图像融合近年来逐渐成为一门重要的图像处理技术。
本文的主要研究内容是像素级多传感器图像的融合方法。
针对像素级图像融合技术中需要解决的关键问题,提出了几种新的图像融合的方法。
提出了一种基于二维离散小波变换的图像融合方法。
首先用二维离散小波变换把源图像分解成为多个不同频带的子图像。
在融合过程中考虑低频分量和三个方向的高频分量的来源一致性,用全局匹配度选择融合策略进行融合。
最后通过小波逆变换重构得到融合图像。
实验结果表明该方法能在一致性的保证下有效地提高融合图像的质量。
提出了基于RBF神经网络的图像融合方法。
通过RBF神经网络对源图像的像素进行聚类分类,之后采用最大隶属度加权法来融合各源图像。
该方法以其更快和更准确的分类实现了图像的信息融合。
与传统的基于多分辨率分析的图像融合方法对比,实验结果取得了良好的融合效果。
提出了基于混沌神经网络的图像融合方法。
通过使用自适应暂态混沌神经网络模型,来动态搜索图像融合中区域小波系数的加权系数最优值。
如以结构相似度的负值作为神经网络的能量函数,这样网络搜索输出的最优值就是图像的加权系数,同时,能量函数得到最小值,也就是区域的结构相似度最大。
通过对整幅图像进行这种最优的搜索得到的融合后的图像,其融合图像的结构相似度值更大。
基于混沌神经网络的图像融合方法开拓了一条新颖的图像融合思路。
实验表明,与其他融合算法的结果比较,本算法的融合图像的结构相似度值最大。
如果把结构相似度换成其他的评价标准,那么,一样可以得到这种评价标准下的最佳的融合图像。
像素级图像融合研究
像素级图像融合研究图像融合作为一个新兴的科研领域有着广阔的发展前景。
它通过提取和综合来自多个传感器图像的信息,获得对同一场景(或目标)的更为准确、全面、可靠的图像描述,以便对图像进行进一步的分析、理解以及目标的检测、识别或跟踪。
可以预见,随着多传感器图像融合相关理论的不断发展和完善,它在军事、遥感、机器人、医学图像处理以及计算机视觉等领域必将有着更广泛的应用前景。
经过将近三十年的发展,图像融合技术的研究已经形成了一定的规模,国内外已开发出多种融合系统,但这并不表明该项技术已经完善。
从目前的情况来看,图像融合技术还存在许多理论和技术方面的问题有待解决。
尤其需要指出的是图像融合技术在国内所进行的研究相对于国际上的研究工作起步较晚,还处于落后状态。
因此迫切需要进行广泛深入的基础理论和基础技术的研究工作。
本文围绕像素级图像融合问题,应用自动聚焦、神经网络、多尺度分解等理论和方法对像素级图像融合进行了深入、系统地研究。
在第二章和第三章中,首先研究了基于空间域(图像块分割)的图像融合方法;在第四章中,本文研究了基于多尺度分解(小波)的图像融合方法。
在对多尺度分解方法的研究中,本文研究了图像低频部分的融合,同时也研究了高频部分的融合;在第五章中,本文还研究了图像融合的客观评价指标。
本文的主要研究成果如下:1.针对多聚焦图像融合中图像块(或者像素)的清晰度的评价进行了研究。
将图像的清晰度评判与自动聚焦领域的聚焦评价函数相结合,在多聚焦图像融合中使用聚焦评价函数来评价图像块(或者像素)的清晰度。
给出了在多聚焦图像融合中评估聚焦评价函数的方法,并评估了这些聚焦评价函数用在多聚焦图像融合中的性能。
由该评估方法得到的结果对多聚焦图像融合算法有一定的指导意义。
同时,该评估方法也可用在自动聚焦领域对聚焦评价函数进行评估。
2.将拉普拉斯算子作为图像块的清晰度评价指标,结合基于生物视觉的脉冲耦合神经网络,提出了一种新的多聚焦图像融合方法。
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像素级多传感器图像融合新方法研究
像素级图像融合是将同类或异类传感器采集到的关于同一场景或目标的图
像经过一定的处理,综合成一幅图像,从而获得对同一场景或目标更为准确、全面、可靠的图像描述,是图像处理与计算机视觉领域中多传感器图像信息综合利用的重要手段。
随着图像传感技术的发展,像素级图像信息融合已经成为军事、遥感、医学、工业、交通等领域信息综合处理的重要技术。
由于图像传感器种类繁多,应用环境各不相同,所以图像融合算法也是各种
各样。
相对于国外的研究,国内研究起步较晚,其理论以及技术水平亟待提高。
本文在深入分析了现有图像融合理论的基础上,结合目前图像处理发展的最新理论,构建了两种新型图像融合框架,提出了稀疏表示域图像融合新方法。
在这三种新型图像融合框架下,结合不同图像融合任务的特点,提出了一系列新型像
素级图像融算法。
另外针对高速公路智能交通系统的需求,本文还提出了多时相图像融合技术和基于特征融合的车牌检测技术,解决了高速公路智能交通系统中监控和信息获取两个重要环节的关键问题。
本文主要研究成果如下:1.混合多分辨率分析图像融合传统像素级图像融合算法往往只考虑一种图像多分辨率分析方法,融合算法性能很难获得较大的突破。
这是因为任何一种图像多分辨率变换基函数的构造都有严格的限制,使其在表达图像特征时存在一定程度的局限,例如小波变换不能表达图像边缘信
息,Curvelet变换不能很好地表达图像细节。
由于无法全面表达图像信息,仅通
过改变系数融合规则很难进一步提高图像融合算法性能。
实际上,不同多尺度几何分析方法之间存在互补特性。
例如小波变换适合表
示源图像中的纹理、角点等细小特征,而Curvelet和Contourlet变换适合表示源图像的边缘和线信息。
基于此本文在通过大量的对比实验以及理论分析的基础上,提出了图像的混合多分辨率分析理论,将具有互补特性的不同图像变换方法以串联的形式结合,获得图像的混合多分辨率分解,并进一步构建了混合多分辨率分析图像融合框架,在混合多分辨率分解域内对分解系数进行融合,最后通过逆变换得到融合图像。
在该框架指导下,我们结合小波变换与Curvelet变换的互补特性以及静态小波变换与非下采样Contourlet变换的互补特性,实现了两种基于混合多分辨率分析的图像融合方法。
仿真实验显示这两种方法都能很好地保留源图像的细节信息,融合图像质量比单纯使用小波、Curvelet或Contourlet得到的融合图像质量有明显改进。
特别地,混合静态小波与非下采样Contourlet变换的多分辨率分析方法还能很好地保持图像变换的移不变特性,使得待融合源图像存在误配准时仍能取得高质量融合图像。
2.多聚焦图像区域级融合多聚焦图像融合能够突破光学镜头景深的物理限制,获得场景中所有目标聚焦清晰的合成图像,是许多机器视觉处理任务,如边缘检测、图像分割、目标识别等的关键技术。
在传统多聚焦图像融合框架下,融合规则只考虑了源图像单个像素特征或其变换域系数的局部邻域特征,通常是在损失部分清晰特征的情况下达到场景内所有目标的相对清晰,融合图像很难达到最优。
且对于没有或不能严格配准的源图像,根本无法得到满意的融合结果。
针对这一国内外同行公认的难题,本文通过模拟手工获得理想多聚焦融合图像的剪与
贴方法,构建了分割合并相结合的多聚焦图像区域级融合框架。
在该框架下,算法自动选择源图像中最清晰的区域合成融合图像,克服了传统方法会损失源图像清晰特征的缺点。
基于该框架,我们分别采用Normalized cut和Watershed图像分割算法以及图像空间频率和形态小波变换系数区域清晰度标准设计了两种区域级多聚焦图像融合算法,实验结果显示这两种算法能够得到近似“理想”的多聚焦融合图像。
另外,根据多聚焦图像融合的特点,本文还提出了根据图像清晰测度直接对图像进行分割,巧妙地通过比较源图像空间频率特征来得到清晰区域与模糊区域的模板,进一步提高了算法效率。
3.稀疏表示域图像融合稀疏表示理论是继小波、Curvelet等多分辨率表示方法后一种新型的信号表示理论,具有稀疏的信号表
示形式,更加符合人的视觉特性。
图像稀疏系数能够更加准确地表达图像显著信息的特点也使其非常适合图像融合任务。
然而,稀疏表示理论与小波变换有着不同的变换形式,基于传统多分辨率分解的图像融合框架并不适用于稀疏表示。
本文针对稀疏表示的特点,并考虑到图像融合处理局部显著信息的特点,提出了滑窗技术,在此基础上提出了稀疏表示域图像融合方法。
在新的图像融合方法指导下,我们首先提出了多聚焦图像稀疏表示域的融合算法,并对其进一步扩展实现图像恢复融合,在源图像受噪声干扰时,仍能取得非常好的去噪和融合结果。
另外经理论分析发现,当进行多模图像融合时,不同的源图像可能分解到过完备稀疏字典不同的子集上,使得稀疏系数的融合规则难于设计。
对此本文提出利用同步正交匹配追踪的图像稀疏表示算法来保证异质图像的稀疏表示系数一
一对应。
大量的仿真比较实验结果显示基于稀疏表示的图像融合方法能够大幅提高
融合图像质量。
压缩传感是图像稀疏表示理论的重要应用之一,其一经提出就受到了国内外学者的高度关注,2007年被美国科技评论评为年度十大科技进展之一。
该理论指出在稀疏约束下,可压缩的信号/图像可从远低于Nyquist标准的
压缩采样数据中精确地恢复出来。
本文充分结合遥感图像的成像原理,光照特性以及传感器的光谱反应特性,构造了遥感图像压缩传感模型,将遥感图像融合问
题转化为具有线性约束的信号恢复问题,并在图像稀疏表示域图像融合框架下,
提出了一种基于压缩传感理论的稀疏表示域遥感图像融合算法。
在Quickbrid卫星和IKONOS卫星数据上的仿真实验证明该方法能够得到比传统方法更好的融合图像。
4.图像信息融合技术在智能交通监控系统中的应用智能交通系统是从根本上解决日益严重的交通问题的一个新型技术手段,它可以为交通部门提供及时、准确的交通信息,从而最大效能的发挥交通管理系统在交通监视、交通控制等方面的作用。
然而与我国高速公路建设的快速发展相比,智能交通系统的发展则相对落后。
随着日益严重的地面交通问题的出现,开发稳定有效的智能交通系统势在必行。
智能交通系统首要任务就是视频监控,然而由于夜间能见度的不足,监控摄
像机不能采集到足够的信息,这给视频监控带来了一定的难题。
对此本文设计了一种梯度域多时相图像融合方法,将夜间图像与白天背景图像进行融合,提高了
夜间图像中背景的质量,改善了高速公路夜间视频监控的能力。
交通信息的获取是交通信息服务系统的重要组成部分,其核心为运动汽车车
牌的自动检测与识别。
针对传统算法检测率不高,后续处理压力较大的问题,本文提出了基于特征融合的车牌检测技术,同时考虑了车牌区域扩展Haar特征和边缘方向直方图特征,使得车牌检测率有显著提高,仿真实验证实了本文算法的有效性。
论文最后总结了全文的主要工作和创新性研究成果,并对下一步研究工作进行了展望。