13第十三讲 信息融合与目标跟踪课件 图像融合

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基于图像和深度信息融合的目标跟踪

基于图像和深度信息融合的目标跟踪
A b s t r a c t : Mo s t o b j e c t t r a c k i n g a r e b a s e d o n v i d e o s e q u e n c e , v i s u l a o b j e c t t r a c k i n g i s o t f e n d i s t u r b e d b y i l l u m i n a t i o n c h a n g e a而变化 , 设计基 于颜 色图像和 深度信 息融合 的 目标跟踪 算法。最后 结合 粒子滤波跟踪 框架 , 确 定 当前 选取 目标 区域的 中心和 大小来对 目标进 行跟踪。 由于 引入 了深度信息 , 在跟 踪的 同时 , 可以 同步得 到 目标 的运 动轨迹 。实验 结果表 明 , 目标 的颜 色和深度联 合特征具有较强 的鲁棒性 , 在 光照 变化和 同色干扰情 况下也 获得 了很好 的
马 俊
( 北京 工业 大学计算机 学院 , 北京 1 0 0 1 2 4 )
摘要 : 大 多数 目标 跟 踪 都是 基 于 视 频 图像 序 列 中 目标 的跟 踪 , 但 在 跟 踪 过 程 中 可 能 会 受 到 光 照 变化 和 复 杂 背 景 的 影 响 , 从 而 导 致 跟 踪 结 果 的 不 稳 定 。 为 了 获得 稳 定 的 跟 踪 结 果 , 在 跟 踪 中 引入 深 度 信 息 。 考 虑 到 深 度 相 机 采 集 的 深 度 信 息 不
Ob j e c t T r a c k i n g Al g o r i t h m B a s e d o n I ma g e a n d De p t h F u s i o n
MA J u n ( C o l l e g e o f C o m p u t e r S c i e n c e ,B e i j i n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , B e i j i n g 1 0 0 1 2 4, C h i n a )

信息技术与学科深度融合ppt精选课件

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•信息技术与学科融合概述•信息技术在各领域应用案例分析目录•信息技术与学科融合方法探讨•信息技术与学科融合实践探索•挑战与问题剖析•未来发展趋势预测及建议01信息技术与学科融合概述信息技术发展现状及趋势信息技术发展现状当前,信息技术已经渗透到社会的各个领域,包括教育、医疗、金融、制造等。

随着云计算、大数据、人工智能等技术的不断发展,信息技术正在改变着人们的生活方式和工作方式。

信息技术发展趋势未来,信息技术将继续向着智能化、网络化、服务化等方向发展。

人工智能、物联网、5G 通信等新兴技术将不断涌现,推动着信息技术的不断创新和进步。

学科融合意义与必要性学科融合意义信息技术与学科的深度融合,可以打破传统学科的界限,促进不同学科之间的交叉和融合,从而推动学科的创新和发展。

同时,这种融合还可以提高教学效果和教育质量,培养具有创新精神和实践能力的人才。

学科融合必要性随着社会的不断发展,单一学科知识已经无法满足人们的需求。

通过信息技术与学科的深度融合,可以打破传统教育模式下的知识壁垒,实现知识的共享和交流,促进知识的创新和应用。

国内研究现状及成果近年来,我国政府和高校对信息技术与学科融合给予了高度重视,投入了大量的人力、物力和财力进行研究和探索。

目前,已经取得了一系列重要成果,如智慧课堂、在线教育、虚拟仿真实验等。

要点一要点二国外研究现状及成果在国外,信息技术与学科的深度融合也得到了广泛的关注和研究。

例如,美国制定了《国家教育技术计划》,推动信息技术与教育的深度融合;欧洲各国也相继出台了类似政策,促进信息技术的创新和应用。

同时,国外高校和企业也积极探索和实践信息技术与学科的融合模式,如MOOCs 、在线实验室等。

国内外研究现状及成果02信息技术在各领域应用案例分析在线教育平台通过信息技术搭建在线教育平台,实现远程教学、在线课程学习、互动答疑等功能,打破地域限制,让优质教育资源得以共享。

智能化教学辅助利用大数据、人工智能等技术,对学生的学习情况进行跟踪分析,提供个性化教学方案,提高教学效果。

图像融合技术模板.ppt

图像融合技术模板.ppt

均是前一级图像低通滤波形成的:
Lr Lr
Gl (i, j)
(m,n)Gl1(2i m,2 j n)
mLr nLr
(1 l N ,0 i Rk ,0 j Ck )
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基于多分辨图像融合的实现
其中N为高斯金字塔分解的最大层数Rk 和Ck 分别为高
斯金字塔第l层图像的行数、列数,上式也可写为:
6
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基于多分辨图像融合的实现
Gaussian金字塔
高斯金字塔的构造过程简单概括为:先将底层图像
与窗口函数(m,n) 进行卷积,即低通滤波;再对卷积
结果进行降2下采样,并依次重复此过程即可得到图
像的高斯金字塔。高斯金字塔最底层即为原图像的
精确表示。
Gaussian金字塔图像多分辨结构中的每一级图像
A am, nm,nZ
满足: a2 m,n m,nz
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基于多分辨图像融合的实现
C (i) A
,
C(j) B
分别表示图像A和B的第i,j层分解系数
表示融合规则
C (i) F
表示融合系数
5
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基于多分辨图像融合的实现
基于多分辨率金字塔融合法
这是最早的一种基于变换域的方法。在这种方 法中原图像不断地被滤波,形成一个塔状结构。在 金字塔的每一层都用一种算法对这一层的数据进行 融合,从而得到一个合成的塔式结构,然后对合成 的塔式结构进行重构,最后得到合成的图像。合成 图像包含了原图像的所有重要信息;但这类方法产 生的数据有冗余,且不同级的数据相关。
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基于多分辨图像融合的实现
拉普拉斯金字塔分解过程分为四个步骤: (1)低通滤波(模糊) (2)下采样(缩小尺寸) (3)插值(放大尺寸) (4)带通滤波(图像相减) 完整的拉普拉斯金字塔定义如下:

多源信息融合的图像目标跟踪技术研究

多源信息融合的图像目标跟踪技术研究

多源信息融合的图像目标跟踪技术研究多源信息融合的图像目标跟踪技术研究随着计算机视觉和人工智能的快速发展,图像目标跟踪技术在许多实际应用中发挥着重要作用,如视频监控、自动驾驶、无人机等。

然而,由于场景复杂多变以及单一传感器的限制,单一视觉传感器获得的信息往往不够准确和完整。

因此,如何通过融合多源信息来提高图像目标跟踪的准确性和稳定性成为了研究的热点。

多源信息融合的图像目标跟踪技术旨在将来自不同传感器的信息进行有效的融合,消除各传感器单独跟踪带来的不足。

常见的多源信息包括可见光图像、红外图像、雷达数据等。

不同传感器融合的图像目标跟踪技术分为级联式和并行式两类。

级联式的多源信息融合技术将不同传感器获得的信息串行连接起来,利用级联的结构提高跟踪的准确度。

例如,可以先通过可见光图像获得初步目标信息,然后利用红外图像中的热点信息进行验证和修正。

通过级联式融合,可以利用多源信息之间的相互补充,提高目标的检测和跟踪精度。

并行式的多源信息融合技术则将不同传感器获得的信息同时输入到跟踪算法中进行处理。

例如,可以同时利用可见光图像和雷达数据进行目标跟踪。

并行式融合的优点在于可以同时利用多源信息的优势,在计算速度上更加高效。

然而,由于多源信息之间的差异和复杂性,如何有效地对这些信息进行融合和处理仍然是一个具有挑战性的问题。

在多源信息融合的图像目标跟踪技术中,主要存在以下几个关键问题:首先,多源信息的有效融合是其中的核心问题。

不同传感器获得的信息具有不同的特点和表达方式,如何将它们进行有效的融合是关键。

一种常用的方法是利用特征级融合,将不同传感器提取的特征进行融合。

另一种方法是利用权重级融合,根据不同传感器的可靠性和重要性,为不同传感器的信息赋予不同的权重。

其次,多源信息的时序关联是另一个需要考虑的问题。

由于不同传感器的数据采集时间和数据延迟等原因,多源信息的时序关联往往不一致。

因此,在融合的过程中需要进行时间对齐和估计,以确保每个传感器获得的信息都能准确地对应到相同的时间点上。

图像融合PPT课件

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3.1 彩色空间和彩色变换(续4)
这个锥体表示:
人们在最暗时和最亮时对颜 色的分辨能力较差, 中间亮度 时分辨能力最强。
实际上:
对于某些颜色, 人眼对其分辨 能力随亮度而加强, 直到极亮 时才急遽减少。
传统色度学著作常用来表示颜色的锥体
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3.1 彩色空间和彩色变换(续5)
Dempater-shafer推理法
决策级 专家系统 神经网络 Bayes估计 模糊聚类法 可靠性理论 基于知识的融合法
Dempater-shafer推理法
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2.2 基于像素的图像融合技术
分为波谱域变换、空间域变换、算术运算3类。
光谱域变换首先将多光谱波段转换到另一光谱域,并用全 色高分辨率图像替换其中的相关波段,然后通过反变换回 到原始光谱域,主要包括IHS(明度、色调、饱和度)变换、 主成分变换、Gram Schmidt变换(简称GS变换)等。
基于像元级的 小 差 融合
精度 容错性 抗干 工作量 融合水
扰力






基于特征级 中 中 中 中 中 中

的融合
基于决策级 大 优 低 优 优 大

的融合
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2.1 融合方法分类
像元级 代数法 彩色变换 小波变换 K-T变换 主成分变换 回归模型法 滤波法
特征级 熵法 表决法 聚类分析 Bayes估计 神经网络法 加权平均法
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3.1 彩色空间和彩色变换
1)RGB空间
如果将 R、 G、 B 看成三 个变量, 就形成一个三维 彩色空间。可以用一个三 维的立方体来表示它们能 组成的所有颜色 。RGB色 彩空间采用物理三基色表 示,因而物理意义很清楚, 适合彩色显象管工作。

融合跟踪PPT课件

融合跟踪PPT课件
第13页/共44页
去偏转换卡尔曼滤波方法
我们用如下的离散形式来描述线性定长多传感器组合系统: X (k 1) Φ(k)X (k) Γ (k)W (k)
(4-35)
其中:Φ(k) 是系统状态的一步转移矩阵;X (k) 是系统的状态变量;Γ (k) 是系统
噪声矩阵;W (k) 是零均值白噪声序列,且满足 E[W (k)W T ( j)] Q(k)kj 。
E vi (k)vTj ( j) 0, (i j)
(4-18)
根据伪序贯滤波方法的中心思想, 系统首先对一个传感器的量测数据进行 滤波,即
^
x
B ,1
(k
|
k)
^
x
B,1
(k
|
k
1)
K
B,1
(k
)z1
(k)
H1
(k)
^
x(k
|
k
1)
KB,1(k) P(k | k 1)H1T (k) H1(k)P(k | k 1)H1T (k) R1(k) 1
w(k) 为状态扰动噪声, vi (k) 为第 i 个传感器的量测误差,且 w(k) 与 vi (k) 均为均
值为零的高斯白噪声,相对应的协方差矩阵分别为 Q(k) 与 Ri (k) 。
第2页/共44页
假设状态扰动噪声 w(k) 与传感器量测噪声 vi (k) 之间是相互独立的,也就是
满足:
E w(k)wT (l) Q(k)kl E w(k)viT (l) 0

X
1
[x
x]', X 2 [y
y]' ,为状态变量;、G 分
别为状态转移系数矩阵; Z p [rm m ]' ;其中的 h() 为非线性函数;W 为过程

第十三讲数据融合的应用PPT课件

第十三讲数据融合的应用PPT课件

智能信息处理技术
六、属性级融合模型
▪ 属性信息融合是基于目标类型的识别融合。传感 器网络中各传感器节点对环境事件监测所获得的 数据流,经分析处理提取特征,然后用模式识别 方法完成属性信息融合。根据对传感器数据的识 别层次,属性数据融合结构可分为三类: 1、数据层属性融合结构 2、特征层属性融合结构 3、决策层属性融合结构
2、特征层属性融合结构
对各传感器数据处理并抽取特征后再进行融合;
特征抽取是将传感器的数据表示为能反映事物属性 的特征向量;
该层关键是抽取一致的、有用的信息,排除无用甚 至矛盾的信息,进行融合的数据量、计算量均属 中等。
6
自动化学院
NUST
智能信息处理技术
(2)数据关联: 传统多传感器的数据融合着重解决多目标的数据 关联问题。
WSN由于大量节点之间的通信可能引起干扰,且 传感器测量存在不精确性,因此它更注重解决数 据的相关二义性问题。
7
自动化学院
NUST
智能信息处理技术
(3)能量约束: WSN中节点能量有限,且节点发送与接收数据
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自动化学院
NUST
智能信息处理技术
2、分布式结构
源节点发送的数据经中间节点转发时,中间节点 查看数据包的内容,进行相应的数据融合后再传 送到汇聚节点,由汇聚节点实现数据综合。
在一定程度上提高了网络数据收集的整体效率, 减少了传输的数据量,从而降低能耗,提高了信 道利用率。
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自动化学院NUຫໍສະໝຸດ T5自动化学院NUST
智能信息处理技术
主要表现
(1)稳定性: 传统多传感器融合系统通过扩展空间覆盖范围和 提高抗干扰能力来增强运行的鲁棒性。
WSN则从提高数据收集效率出发,数据融合多基 于网内进行,考虑到部分节点会由于恶劣环境因 素或自身能量耗尽而造成失效情形,因此稳健性 和自适应性是WSN数据融合实现的前提。

遥感影像图像融合方法ppt课件

遥感影像图像融合方法ppt课件
贝叶斯估计法;专家系统;神经网络法;模糊集理 论;可靠性理论以及逻辑模板法等
7
遥感数据融合方法介绍
➢ 像素级融合是最低层次的图像融合 ➢ 它将经过高精度图像配准后的多源影像数据按照一定
的融合原则,进行像素的合成,生成一幅新的影像 ➢ 融合的目的在于提高图像质量,提供良好的地物细节
信息,直接服务于目视解译,自动分类
➢ 这样,遥感数据与非遥感数据可在空间上对应一致, 又可在成因上互相说明,以达到深入分析的目的。
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遥感与非遥感数据的融合
1. 地理数据的网格化 ①使地理数据成为网格化的数据; ②地面分辨率与遥感数据一致; ③对应地面位置与遥感影像配准。 2. 最优遥感数据的选取 3. 配准融合
21
小结
➢ 多源数据融合实现了遥感数据之间的优势互补,也实 现了遥感数据与地理数据的有机结合。
精确几何配准
图像融合
融合结果评价及利用
遥感图像融合流程图
预处理 融合处理 应用
6
图像融合的层次
➢ 像元级 线性加权法、IHS变换、PCA变换、高通滤波法、小 波变换融合算法等
➢ 特征级 Dempster-shafer推理法;聚类分析法;贝叶斯
估计法;熵法;带权平均法;表决法及神经网络法等 ➢ 决策级
3
图像融合
➢ 数据融合( Fusion, Merge)的定义 指同一区域内,遥感数据之间或遥感数据与非 遥感数据之间的匹配融合
➢ 多种遥感数据源信息融合是指利用多种对地观测技术 所获取的关于同一地物的不同遥感数据,通过一定的 数据处理技术,提取各遥感数据源的有用信息,最后 将其融合到统一的空间坐标系(图像或特征空间)中, 进行综合判读或进一步的解析处理
不进行直方图修正

图像融合及应用ppt课件

图像融合及应用ppt课件

4. 相似性度量
征。
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三、图像配准
配准步骤
图像配准的过程也就是“确定空间 变换模型——求解变换模型参数”的过 程。
1. 搜索空间 2. 特征空间 3. 搜索策略
在搜索空间寻找最佳 的变换模型参数的过程 中所采用的方法。
4. 相似性度量
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三、图像配准
配准步骤
图像配准的过程也就是“确定空间 变换模型——求解变换模型参数”的过 程。
B
I
3
3
1200
SI
[min(R,G, B)]
(R G B)
00
H

arccos

(
R
(R G) R B)/
G)2 (R B)(G
2 B)
1/

2

2400 IHS柱形空间
51
四、(5图)像RGB融-I合HS变方换法法
(1) RGB-IHS变换法
13
国内出版物
14
参考书
15
国内出版物
[1]覃征等,数字图像融合,西安交通大学出版社,2005年
[2]张永生等,天基多源遥感信息融合—理论算法与应用系统,科学出版 社 ,2005 [3]韩崇昭等,多源信息融合,清华大学出版社,2006
[4]那彦,焦李成等,基于多分辨分析理论的图像融合方法(研究生系列教 材),西安电子科技大学出版社,2007 [5]李振华等,图像融合—理论与应用,高等教育出版社,2007 [6] 胡良梅等,基于信息融合的图像理解方法研究,合肥工业大学 出版 社,2007. [7]郭雷,李晖晖等,图像融合,电子工业出版社,2008 [8] 刘卫光等,图像信息融合与识别,电子工业出版社,2008

《信息融合技术》课件

《信息融合技术》课件

贝叶斯估计法
基于贝叶斯定理,通过概率统 计方法进行信息融合。
D-S证据理论法
基于不确定性推理原理,通过 证据组合规则进行信息融合。
神经网络法
通过训练神经网络进行信息融 合,具有自学习、自适应能力

贝叶斯估计法
贝叶斯定理
基于概率论的推理方法,通过已知信息更新对未知信息的判断。
贝叶斯网络
基于贝叶斯定理构建的概率图模型,用于表示随机变量间的概率 依赖关系。
随着5G、6G等通信技术的发展,信息融合技术有望在智能交通、智慧城市等领 域发挥更大的作用。
信息融合技术的未来应用前景
智能制造
信息融合技术有望在智能制造领域发挥重要作用,实现生产过程 的智能化和优化。
智慧医疗
信息融合技术可以整合医疗设备、影像等多种数据源,为医生提供 更全面、准确的诊断依据。
智慧城市
无人驾驶汽车的信息融合技术需要解决数据同步 、数据预处理、特征提取、目标识别等问题,以 提高车辆的感知精度和安全性。
无人驾驶汽车的信息融合需要处理多种数据,包 括激光雷达数据、摄像头数据、GPS数据、轮速 传感器数据等,将这些数据融合在一起,以获得 车辆周围环境的准确感知。
无人驾驶汽车的信息融合技术还需要考虑数据安 全和隐私保护问题,以确保车辆的正常运行和用 户隐私的安全。
20世纪70年代末期,随着传感器 技术的发展,人们开始研究如何 将多个传感器采集的信息进行融
合处理。
发展阶段
20世纪90年代中期,随着计算机 技术和人工智能技术的快速发展 ,信息融合技术得到了广泛的应
用和研究。
成熟阶段
进入21世纪,随着物联网、云计 算、大数据等技术的兴起,信息 融合技术在军事、航空航天、智 能交通、智能家居等领域得到了

信息技术与学科深度融合PPT精选课件

信息技术与学科深度融合PPT精选课件
教育资源均衡
加大对农村地区和薄弱学校的教育信息化投入,缩小城乡之间、 校际之间的数字鸿沟,促进教育公平。
经验总结:持续推进融合工作的建议
政策引导与支持 制定相关政策和标准,明确信息 技术与学科深度融合的目标和路 径,为实践提供政策保障和支持 。
加强合作与交流 加强与国际组织和先进国家的合 作与交流,借鉴其成功经验和技 术成果,推动我国信息技术与学 科深度融合的发展。
03
学科融合下的创新教育模 式
跨学科整合课程设计思路
强化信息技术应用,提升 教学效果和效率
以问题为导向,设计综合 性课程任务
打破传统学科界限,实现 多学科知识融合
01
03 02
基于项目的协作式学习模式
01 以项目为驱动,激发学生主动学习和探索的兴趣
02
组建协作小组,促进学生之间的交流和合作
03 借助信息技术工具,支持项目管理和成果展示
信息技术与学科深度 融合PPT精选课件
目录
• 信息技术与学科融合概述 • 信息技术在学科教学中的应用 • 学科融合下的创新教育模式
目录
• 教师专业发展及角色转变 • 实践案例分析与经验分享 • 未来展望与策略建议
01
信息技术与学科融合概述
信息技术对教育行业的影响
Байду номын сангаас01
02
03
教学模式的变革
信息技术推动了在线学习 、混合式教学等新型教学 模式的发展,丰富了教学 手段,提高了教学效果。
05
实践案例分析与经验分享
成功案例介绍及启示意义
案例一
某高校利用信息技术提升学生自主学习能力。通过建设在 线课程、智能教学辅助系统等,实现个性化学习路径和自 主学习资源推荐,有效提高了学生学习效果。

信息技术与课程融合(经验交流)ppt课件

信息技术与课程融合(经验交流)ppt课件

倡导持续推进信息技术与课程的深度融合,促进教育事业 的发展。
信息技术与课程融合的意义:提高教学质量、促进教育公平、培养创新人才
信息技术与课程融合的实践:教师培训、教学资源开发、课堂教学应用
信息技术与课程融合的未来发展:在线教育、智能教育、虚拟实验等
倡导持续推进信息技术与课程的深度融合,促进教育事业的发展
感谢观看
汇报人:
信息技术与课程融合的意义和价值
信息技术与课程融合是教育信息化的重要组成部分,对于提高教育质量和 效率具有重要意义。
信息技术与课程融合可以促进教育公平,让更多的学生享受到优质的教育 资源。
信息技术与课程融合可以推动教育教学改革,提高人才培养质量。
信息技术与课程融合可以激发学生的学习兴趣和动力,培养学生的创新能 力和实践能力。
03
信息技术与课程融合的实践
信息技术在课程设计中的应用
信息技术与课程融合的背 景
信息技术与课程融合的实 践
信息技术在课程设计中的 应用方式
信息技术在课程设计中的 应用效果
信息技术在课堂教学中的应用
多媒体教学:利用音视频、图片等多媒体资源丰富教学内容 网络远程授课:突破地域限制,实现跨地区授课 互动教学:通过在线讨论、实时反馈等方式增强师生互动 智慧教室:利用人工智能、大数据等技术提升教学效果
信息技术与课程融合的未来发展方向和前景展望
技术进步:随着科技的不断发展,信息技术将更加深入地应用于教育领域,为课程融合 提供更多的可能性。
多元化发展:信息技术与课程融合将呈现出多元化、个性化的趋势,更加符合不同学科、 不同学生的需求。
跨学科融合:未来的课程融合将更加注重跨学科的融合,促进不同学科之间的交叉与交 流,提高学生的综合素质。

《目标跟踪》课件

《目标跟踪》课件
目标跟踪技术经历了传统的特征提取方法到深度学习方法的转变,实现了更准确、更快速的 目标跟踪。
目标跟踪技术未来的应用前景
随着计算机视觉和人工智能的发展,目标跟踪技术将在智能交通、安防监控等领域实现更广 泛的应用。
引领目标跟踪技术发展的领军企业
一些技术领先的企业,如Google、Facebook、华为等,正致力于目标跟踪技术的研究和应 用。
1
物体检测
常用的物体检测算法包括直方图目标检测、基于区域的CNN物体检测等,用于 检测视频中的目标。
2
物体跟踪
基于相关滤波的目标跟踪算法和深度学习目标跟踪算法等,可以实时追踪目标的 位置和运动。
常见的物体检测及跟踪算法
1 直方图目标检测
通过对目标的颜色和纹理特征进行建模,实 现在视频中的准确检测与定位。
《目标跟踪》PPT课件
目标跟踪是一项重要的技术,该课件将介绍目标跟踪的定义、应用场景、技 术原理,以及常见的物体检测和跟踪算法,还会展望未来的发展趋势。
什么是目标跟踪
目标跟踪是指根据预定的目标,在视频中实时追踪并确定其位置和运动轨迹的踪的定义
目标跟踪是一种针对特定目 标进行的视觉分析技术,它 能从视频中识别、追踪并分 析目标的运动。
目标跟踪的应用场景
目标跟踪技术可以应用于视 频监控、智能交通、人机交 互、虚拟现实等领域,提供 更智能化、交互性更强的体 验。
目标跟踪的分类
目标跟踪可以分为单目标跟 踪和多目标跟踪两种类型, 根据需求选择适合的目标跟 踪算法。
目标跟踪的技术原理
目标跟踪技术基于物体检测和物体跟踪的原理。物体检测用于识别视频中的目标,而物体跟踪用 于追踪目标的位置和运动轨迹。
2 基于区域的CNN物体检测

图像融合ppt课件

图像融合ppt课件
4.4 遥感影像的融合处理
多源遥感数据融合的内涵与基本原理 数据融合过程 数据融合分类及方法
•数据融合的方法分类 •主要图像融合方法
多源遥感数据融合的内容分类
1
4.4.1 多源遥感数据融合的内涵与基本原理
多种信息源的遥感数据融合是指多种空间分辨率、辐射分辨 率、波谱分辨率和时间分辨率的遥感数据之间以及遥感数据 与非遥感数据之间的信息进行多层次有机组合匹配的技术, 包括空间几何配准和数据融合两个方面,从而在统一地理坐 标系统下,构成一组新的空间信息和合成图像。
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基于IHS变换的融合过程如下:
(1)待融合的全色图像和多光谱图像进行几何配准,并将多 光谱图像重采样与全色分辨率相同; (2)将多光谱图像变换转换到IHS空间; (3)对全色图像I’和IHS空间中的亮度分量I进行直方图匹配; (4)用全色图像I’代替IHS空间的亮度分量,即I’HS; (5)将I’HS逆变换到RGB空间,即得到融合图像。 通过变换、替代、逆变换获得的融合图像既具有全色图像 高分辨的优点,又保持了多光谱图像的色调和饱和度。
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二、基于主分量变换的图像融合(K-L变换法)
首先对多光谱图像进行主分量变换,变换后的第一主 分量含有变换前各波段图像的相同信息,而各波段中其余 对应的部分,被分配到变换后的其他波段。
然后将高分辨率图像和第一主分量进行直方图匹配, 使高分辨率图像与第一主分量图像有相近的均值和方差。
最后,用直方图匹配后的高分辨率图像代替主分量中 的第一主分量和其余分量一起进行主分量逆变换,得到融 合影像。
4444遥感影像的融合处理遥感影像的融合处理多源遥感数据融合的内涵与基本原理多源遥感数据融合的内涵与基本原理数据融合过程数据融合过程数据融合分类及方法数据融合分类及方法?数据融合的方法分类数据融合的方法分类??主要图像融合方法主要图像融合方法多源遥感数据融合的内容分类多源遥感数据融合的内容分类11441441多源遥感数据融合的内涵与基本原理多源遥感数据融合的内涵与基本原理多种信息源的遥感数据融合多种信息源的遥感数据融合是指多种空间分辨率辐射分辨是指多种空间分辨率辐射分辨率波谱分辨率和时间分辨率的遥感数据之间以及遥感数据率波谱分辨率和时间分辨率的遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数据之间的信息进行多层次有机组合匹配的技术与非遥感数据之间的信息进行多层次有机组合匹配的技术包括包括空间几何配准空间几何配准和和数据融合数据融合两个方面从而在统一地理坐两个方面从而在统一地理坐标系统下构成一组新的空间信息和合成图像
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一、图像融合概述
2. 图像融合技术的研究现状及发展
发展:20世纪80年代-20世纪末 20世纪80年代后,对信息融合技术的研究更加活 跃;国际上,关于信息融合的专著论文等数量可
观;图像融合在军事和民用等诸多领域得到广泛
的应用。
一、图像融合概述
2. 图像融合技术的研究现状及发展
完善:20世纪末-今 由于其研究领域覆盖范围的广泛性、多传感器数据 形式的多样性以及融合处理的多样性和复杂性,信
Figure 3: Feature Detection
Figure 4: Feature Matching
(Images adapted from Zitova,2003 )
Image Registration
Figure 5: Transformation Model Estimation
Figure 6: Image Resampling and Transformation (Images adapted from Zitova,2003 )
图像n
图像1 图像2 图像n
特征提取
图像配准 融合 评价
特征提取
特征识别
图像配准 融合 评价
融合 评价 结果
结果
结果
像素级融合
特征级融合
决策级融合
二、图像融合简介
可见光图像 远红外图像
融合结果一
融合结果二
二、图像融合简介
可见光图像 红外图像
融合结果一
融合结果二
二、图像融合简介
Focus on right part
低频
Wavelet Transform

小波变换示意图
四、图像融合方法

小波1级及2级分解图示
四、图像融合方法

小波变换图像融合流程
图像A 一层 小波 分解 LL 小 波 LH 系数 矩阵 HL HH 融合 决策 小波 系数 矩阵
矩阵 恢复
图像B
一层 小波 分解
Focus on left part
Image taken using auto focus function
Fused image
二、图像融合简介
3、图像融合的基本流程
图像预处理
特征提取 图像配准 融合 评价 结果 图像1 图像2 图像n
主要内容
信息融合概述 图像融合简介 图像配准方法 图像融合方法 融合效果评价
三、图像配准
图像几何变换 对图像进行重新采样和插值
配准实例
待匹配图像
参考图像
匹配图像
与参考图像的叠加效果
三、图像配准
通过相关判据求出匹配点
求解仿射变换参数
特征点
匹配点
x a11 a12 x t x y a 21 a22 y t y
四、图像融合方法
3、小波变换法
首先,将已经配准后的两幅(或多幅)图像分别进 行小波变换,分解为小波系数;然后,将其对应的小 波系数依据一定的准则进行融合,最后,将融合的系
数进行逆变换,进行图像重构,即可获得融合后的图
像。 该方法充分利用了小波分解的多尺度、多分辨特性。
四、图像融合方法

小波变换示意图
四、图像融合方法
(2)Brovery 变换法
Brovery 变换是一种颜色归一化变换方法,它将RGB影 像进行多光谱波段颜色归一化,并将高分辨率全色影像 与各个波段灰度值分别相乘得到融合影像。
Di D fi DP D1 D2 D3
融合后的第 i个波段影像 的灰度值
原波段影像的灰度值
高分辨率影像的 灰度值
2、图像融合的层次(或级)
① 像素(pixels)级融合
——对应像素的融合。 ② 特征(Feature)级融合 ——对应特征的融合 ③ 决策(decision-making)级融合 ——在①、 ②级基础上,通过分类、识别和综合 评价,进行的最后决策。
二、图像融合简介
图像1 图像2 图像n
图像1
图像2
图1 待配准图像
图2 参考图像
三、图像配准
配准原理
图1与图2之间存在一个缩放、旋转、平移的关 系,图像配准的目标就是找到这三种变换的对 应关系。即:
f 2 ( x, y) g[ f1 (h( x, y))]
其中g表示二维空间坐标变换。配准的目的就是 要找出最佳坐标,灰度变换参数。
Image Registration
1. 2. 3. 4.
搜索空间 特征空间 搜索策略 相似性度量
从待配准的图像中提取出来 用于匹配的特征,包括边缘、轮 廓、面目标拐角、曲线上的交叉 点和高曲率的点等地物特征以及 人工选取的配准控制点等外部特 征。
三、图像配准
配准步骤
图像配准的过程也就是“确定空间变换模 型——求解变换模型参数”的过程。
1. 2. 3. 4. 搜索空间 特征空间 搜索策略 相似性度量 在搜索空间寻找最佳 的变换模型参数的过程 中所采用的方法。
三、图像配准
配准步骤
图像配准的过程也就是“确定空间变换模 型——求解变换模型参数”的过程。
1. 2. 3. 4. 搜索空间 特征空间 搜索策略 相似性度量
衡量搜索空间中不同 的参数变换模型的优 异程度。
0.36, 0, 61.5, -5.5
0.36289, -4.5404, 53.8153, -6.2946
50
50 100 150 200 250 50 100 150 200 250
Results
100 150 200 250 50 100 150 200 250
主要内容
信息融合概述 图像融合简介 图像配准方法 图像融合方法 融合效果评价
四、图像融合方法
常用的融合方法
简单组合式图像融合方法 逻辑滤波器法 数学形态法 图像代数法 HIS变换 PCA变换 高通滤波法(HPF) 塔式分解法 小波变换法
空间域融合方法
变换域融合方法
四、图像融合方法
1、空间域融合方法
常见的融合规则:

对应像素取最大值 对应像素取最小值 对应像素取平均值
第十三讲 图像融合
主要内容
图像融合概述 图像融合简介 图像配准方法 图像融合方法 融合效果评价
主要内容
图像融合概述 图像融合简介 图像配准方法 图像融合方法 融合效果评价
一、图像融合概述
1. 什么是图像融合?
图像融合(Image Fusion)是用特定的算法将两幅或 多幅图像综合成一幅新的图像。融合结果由于能利用 两幅(或多幅) 图像在时空上的相关性及信息上的互补 性,并使得融合后得到的图像对场景有更全面、清晰 的描述,从而更有利于人眼的识别和机器的自动探测。
一、图像融合概述
3. 图像融合的应用领域
近年来,图像融合(Image Fusion) 技术得到迅猛发展,
在遥感探测、安全导航、医学图像分析、反恐检查、
环境保护、交通监测、清晰图像重建、灾情检测与预 报等领域都有着重大的应用价值。
一、图像融合概述
医学图像分析:
一、图像融合概述
医学图像分析:
PET


加权平均法
逻辑运算
融合实例
简 单 组 合 融 合 ( 取 小 )
融合实例
对 应 像 素 取 平 均
融合实例
对 应 像 素 加 权 平 均
四、图像融合方法
2、颜色空间变换法

RGB-IHS变换法。
IHS(Intensity,Hue, Saturation)

Brovery 变换法。
四、图像融合方法
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)
超声图像(Ultrasonic Image)
核磁共振(Magnetic resonance imaging,MRI)
X-RAY,CT,PET
因此,红外图像融合包括与不同成像传感器图像的融 合,及不同波段的红外图像的融合。
二、图像融合简介
冗余信息
图像传感器A
图像传感器B
互补信息
一、图像融合概述
2. 图像融合技术的研究现状及发展
起源:20世纪70年代初 20世纪70年代初,美国研究机构发现,利用计算机技 术对多个独立的连续声纳信号进行融合后,可以自动 检测出敌方潜艇的位置。这一尝试使得信息融合作为
一门独立的技术首先在军事应用中得到青睐。
息融合理论至今尚未形成系统的理论框架和有效的
通用融合模型和算法。大部分研究工作都是针对特 定应用领域的问题来展开的。
国内出版物
参考书
国内出版物
[1]覃征等,数字图像融合,西安交通大学出版社,2005年 [2]张永生等,天基多源遥感信息融合—理论算法与应用系统,科学出版 社 ,2005 [3]韩崇昭等,多源信息融合,清华大学出版社,2006 [4]那彦,焦李成等,基于多分辨分析理论的图像融合方法(研究生系列教 材),西安电子科技大学出版社,2007 [5]李振华等,图像融合—理论与应用,高等教育出版社,2007 [6] 胡良梅等,基于信息融合的图像理解方法研究,合肥工业大学 出版 社,2007. [7]郭雷,李晖晖等,图像融合,电子工业出版社,2008 [8] 刘卫光等,图像信息融合与识别,电子工业出版社,2008
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