2014—红外与可见光图像融合技术的研究

II
ABSTRACT
to calculate the saliency map of infrared image, so the saliency value of the target and background in infrared image can be calculated，and then guide the low frequency coefficient fusion rules by the use of saliency map. Image saliency quickly and accurately identify significantly goals effectively of image mainly through simulation of the human visual observation, and then provides more reliable image information for the subsequent image processing. Compared to traditional infrared and visible image fusion method and other segmentation, this approach can accurately highlight the target information of infrared image. At the same time, the influence of infrared background for fusion image has been effectively sharpness, subjective and objective evaluations of this algorithm are better. Keyword: Image fusion, Infrared technology, Multi-scale, Saliency, Fuzzy logic
分类号 UDC 注 1
密级
学
位
论
文
红外与可见光图像融合技术的研究
（题名和副题名）
戴向东
（作者姓名）
指导教师
傅志中 电子科技大学
副教授 成都
硕导
（姓名、职称、单位名称）
申请学位级别 提交论文日期
硕士 2014.5.12
学科专业
通信与信息系统
论文答辩日期 2014.5.23
学位授予单位和日期 答辩委员会主席 评阅人
Major: Author: Advisor: School:
Communication and Information Systems Dai Xiangdong Fu Zhizhong School of Communication & Information Engineering
独 创 性 声 明
电 子 科 技 大 学
UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA
硕士学位论文
MASTER THESIS
论文题目
红外与可见光图像融合技术的研究
学科专业 学 号
通信与信息系统 201121010609 戴向东 傅志中 副教授
作者姓名 指导教师
作者签名：
导师签名： 日期： 年 月 日
摘 要
摘 要
多源传感器成像技术的快速发展， 使得多源图像融合技术得到了广泛的研究和 关注。红外与可见光图像融合技术作为多源图像融合领域的一个热点分支，在军 事、医疗、监控、生物、勘测等领域有着重要的作用。红外图像反映了物体表面 的热辐射差异，具有全天候工作特点，被广泛地应用于热源目标探测。但是，红 外图像的背景信息比较模糊，难以对于场景进行全面描述。相反，由可见光成像 技术得到的图像一般可以准确反映图像的场景信息，但是不能探测隐蔽的目标， 并且在光线不足的情况下难以正常工作。因而，展开对具有互补特性的红外与可 见光图像融合技术的研究具有重要的意义。本文着重研究了红外与可见光图像的 融合规则，总结了本课题的技术难点和热点问题以及相关的解决方法，在此基础 上提出了一些新的解决方法。 首先，广泛和深入地研究比较流行的基于多尺度分析的图像融合方法，比较 了不同多尺度分析工具的优缺点，找出适合图像融合的多尺度分析方法。在此基 础上，重点研究了多尺度分解后的高低频融合规则算法，根据红外图像与可见光 图像的差异性特点，结合高斯模糊与非局部均值的思想，提出了一种改进的低频 融合规则；在高频融合规则上，结合高频系数的数值表征的图像纹理边缘意义， 采取绝对取大的融合规则。实验表明该算法能够有效的保留红外图像的目标信息 和可见光的纹理背景信息，同时基于区域融合与非局部均值的思想能够有效地抑 制了噪声的影响。 此外，针对红外图像的目标信息，借鉴图像的视觉显著性这一图像处理的热 点研究方向，利用显著性算法计算出红外图像的显著图，之后通过红外图像的目 标和背景的显著性系数来指导低频融合规则。图像的视觉显著性主要是通过模拟 人眼视觉观测事物的方式，利用计算机准确快速地找出图像中的显著目标，有效 地的将背景信息和目标信息区分开来，为后续的图像处理工作提供更加可靠的图 像信息。相比于传统的红外与可见光图像融合算法，该方法可以准确地突出红外 的目标信息并且有效地抑制红外背景对于融合图像清晰度的影响，获得了质量评 价效果更佳的融合图像。 关键词：图像融合，红外技术，多尺度，显著性，模糊逻辑
论文使用授权
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I
ABSTRACT
ABSTRACT
With the rapid development of multi-sensor imaging technology, multi-source image fusion has been the subject of extensive research and attention. As a hot branch of the field of multi-source image fusion, Infrared and visible image fusion technology plays an important role in military、medical、monitoring、biology and other fields. Infrared image reflects the difference of thermal radiation in surface of the object with all-weather feature, which makes infrared technology work well especially at night and it has been widely used in heat target detection. However, the background information in the infrared image is often vague, so it is difficult to get a full description of the scene; On the contrary, the visible imaging technique can accurately reflect the general information of the scene, but can’t detect the hidden target and difficult to work in the low light conditions. Thus, the research on the fusion of infrared and visible images with complementary feature has a comparative significance. This paper focuses on the infrared and visible image fusion technology, summarizes the technical difficulties and hot issues and related solutions, and then proposes some new solutions. First, study the current popular multi-scale analysis methods for image fusion extensively and depth, compare the advantages and disadvantages of different multi-scale analysis tools, identify multi-scale analysis methods which suitable for image fusion. On these basis, focus on the high-frequency and low-frequency fusion rule algorithm after multi-scale decomposition. According to the different features of infrared and visible light images, combined with the non-local mean idea and Gaussian blur, put forward an improved low-frequency fusion rules. In the high-frequency fusion rules, combined the fact that high-frequency coefficients express texture edge significance of image, the fusion rules with maximu absolution select is performed. Experimental results show that the algorithm can effectively keep the target information of infrared image and texture background information of visible images and it effectively suppress the effects of noise as a result of basing on regional integration and the idea of non-local means. In addition, In view of the target information of infrared image, draw the image saliency, which is a hot research direction in image processing, using saliency algorithm
电子Leabharlann Baidu技大学
2014 年 6 月 27 日
注 1：注明《国际十进分类法 UDC》的类号。
RESEARCH ON INFRARED AND VISIBLE IMAGE FUSION TECHNOLOGY
A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 年 月 日