基于对比度增强的红外与可见光图像融合

为提高低亮度红外与可见光图像融合的视觉效果,提出了一种对比度增强的图像融合算法。使用双边滤波器对光照进行估计,提出了双边滤波子带分解多尺度Retinex变换,并在此基础上对原图像进行子带分解。使用基于局部空间频率的细节增强融合策略完成子带内系数融合,使用全局方差加权融合策略完成子带间系数融合。使用非线性拉伸法将融合结果由对数域映射到显示域。实验结果表明,该方法可有效消除光晕,提高融合图像清晰度,使细节信息更突出。     

基于对比度金字塔与双边滤波的非对称红外与可见光图像融合

为了同时保留红外图像的特征信息和可见光图像的细节信息,提出了一种基于对比度金字塔的非对称红外与可见光图像融合方法。首先,使用对比度金字塔对红外与可见光图像进行高频与低频信息分解,然后对高频部分采用绝对值取大方法进行融合,对于低频部分采用基于双边滤波的方法对红外与可见光图像进行非对称的处理;其次,使用对比度金字塔的逆变换得到融合后图像。对融合图像进行主观视觉和客观指标评价,结果表明该算法在突出目标特征信息和保留细节特征方面表现优异。     

基于显著性图的红外与可见光图像融合

为使红外图像与可见光图像融合后的图像能获得更多目标信息和细节信息,本文提出了一种基于显著性图的图像融合方法。使用改进的Frequency Tuned(FT)算法提取红外图像的显著性图,并使用对比度受限的自适应直方图均衡化(Contrast Limited Adaptive Histgram Equalization,CLAHE)算法增强可见光图像的对比度。将红外图像与增强后的可见光图像进行非下采样轮廓波变换(Nonsubsampled Contourlet Transform,NSCT)后,根据所设定的融合规则分别对红外与可见光图像的低频部分与高频部分进行融合,最后对融合系数进行NSCT逆变换操作后获到融合图像。实验表明,该融合方法相较于其他方法而言,保留了更多的目标信息和细节信息,可以取得更好的视觉效果。     

基于图像增强和滚动引导滤波的红外与可见光图像融合

针对红外与可见光图像融合易发生热目标亮度损失、可见光图像细节信息丢失的问题，提出一种基于图像增强和滚动引导滤波的多尺度融合算法。首先，提出一种自适应图像增强方法，提高可见光图像的整体亮度，并保持细节处的对比度。然后，根据特征的不同将源图像分解为三层，采用基于引导滤波的显著性提取方法得到亮度层；利用滚动引导滤波良好的尺度感知和边缘保持特性，并结合高斯滤波得到基础层和细节层。最后，对亮度层采用像素值取大的融合规则，提出一种新的最小二乘优化方案对基础层进行融合，使用修正拉普拉斯能量和作为清晰度的度量对细节层进行融合。实验结果表明，与其他融合方法相比，所提方法在主观评价和客观评价上都有较好的表现。     

基于滚动引导滤波的红外与可见光图像融合

为提高融合图像更加适应人类视觉感知,并解决可见光图像受光线、天气等影响而导致融合效果不佳的问题,本文提出了一种基于滚动引导滤波的可见光与红外图像融合方法。首先,利用引导滤波对可见光图像的内容进行增强,然后,利用滚动引导滤波将可见光和红外图像进行多尺度分解为小尺度层、大尺度层和基础层。在大尺度层的信息合成的过程中利用加权最小二乘法融合规则解决融合时可见光与红外图像不同特征带来的困扰,提高融合图像的视觉效果;在基础层的融合过程中采用优化的视觉显著图融合规则,减少对比度损失。最后,将大尺度层、小尺度层与基础层合并为融合后的图像。实验结果表明所给方法在提高视觉感知、细节处理、边缘保护等方面都有良好的效果。     

NSST框架下结合局部自适应亮度与DCAPCNN的双波段图像融合

针对现有红外与可见光图像融合后,易出现边缘平滑严重、纹理细节恢复不足、对比度低、显著目标不突出、部分信息缺失等问题,提出一种基于非下采样剪切波变换(non-subsampled shearlet transform,NSST)的红外与可见光双波段图像融合算法。首先,采用基于自适应引导滤波(adaptive guided filter,AGF)的方法对源红外、可见光图像增强。其次,利用NSST正变换分别对源红外与可见光图像分解,得到红外、可见光图像的低、高频子带分量。然后,分别通过基于局部自适应亮度(local adaptive intensity,LAI)与双通道自适应脉冲耦合神经网络(dual channel adaptive pulse coupled neural network,DCAPCNN)规则融合低、高频子带分量。最后,通过NSST逆变换得到最终融合图像。实验结果表明,本文算法整体对比度更适宜,对红外热目标及可见光背景的边缘与纹理的细节恢复性更好,融合图像信噪比高,有效结合了红外及可见光图像的各自优势,与现有传统图像融合与深度学习融合算法相比,本文算法达到了更好的实验效果,在主观视觉感知和客观指标评价中均具有更好的融合性能。     

融合边缘信息的对比度增强算法

针对红外图像中对比度低,细节不清晰,视觉效果模糊等问题,提出一种结合边缘信息的对比度增强算法。首先,使用引导滤波将原始红外图像分解为基础图像和细节图像,并且通过使用对比度限制的直方图均衡来处理基础图像,提高图像对比度,克服"过度增强"现象;利用Gamma变换处理细节图像,增强细节信息;再将处理后的两幅图像融合成图ImageSD;然后为了有效地改善ImageSD的亮度不均匀的现象,对原始图像进行自适应直方图均衡和拉普拉斯锐化滤波;最后,将两个图像进行线性加权并融合以重建出最终的红外图像。结果表明,该方法可以更好地提升原始图像的对比度,丰富细节信息。     

基于目标区域与增强方法的红外与可见光图像融合

为了使红外图像与可见光图像融合较好凸显目标与挖掘更多细节信息,提出了一种提取目标区域与融入更多细节信息的融合方法。首先,对红外图像进行分割获取目标区域,并对可见光图像进行增强以挖掘更多细节信息;然后对原始红外图像与增强后的可见光图像分别进行非下采样contourlet变换(NSCT),得到不同的低频系数与高频系数,依据分割得到的二值化图像,低频部分的目标区域系数选自原始红外图像目标区域低频系数,其余区域选择增强后的可见光对应区域低频系数,高频部分按照邻域方差取大法选择高频系数;最后,进行NSCT反变换,得到融合图像。实验结果表明,与其他3种融合方法对比,主客观评价表明,该算法有效提高了图像的对比度,具有较好的整体视觉效果。     

基于引导滤波与双树复小波变换的红外与可见光图像融合

针对传统图像融合算法目标不突出、边缘及纹理细节不清晰或缺失、对比度降低等问题，提出一种基于引导滤波（GF）和双树复小波变换（DTCWT）的红外与可见光图像融合算法。首先，根据红外与可见光图像的特点，在DTCWT分解前对可见光图像进行GF增强，同时对经DTCWT分解后的红外高频分量进行GF增强；然后，根据不同频带系数特点，提出一种基于显著性的自适应加权规则对红外与可见光低频子带分量进行融合，采用一种基于拉普拉斯能量和（SML）与梯度值向量的规则对不同尺度、方向下高频子带进行融合；最后，对融合后的高、低频系数进行DTCWT逆变换以得到最终重构图像。将所提算法与6种高效融合算法进行对比评价，实验结果表明，所提融合算法在不同场景下具有显著的目标特征，同时背景纹理和边缘细节清晰，整体对比度适宜，并且在4类客观评价指标上也取得了较好的效果。     

一种改进的红外图像自适应增强方法

对红外图像而言,如何在压缩动态范围的同时增强细节、抑制噪声以提升显示效果是一个重要的课题。文中提出一种改进的红外图像自适应增强方法,首先设计了一种参数自适应的引导滤波方法,并基于引导滤波将原始红外图像拆分成基本层和细节层;然后基于像素灰度分布设计了一种新型的自适应阈值的直方图映射方法,以对基本层压缩动态范围并增强其对比度;之后利用自适应引导滤波的线性系数对细节层进行增强并抑制噪声;最后对增强后的基本层和细节层进行自适应融合得到增强后的红外图像。实验结果表明,与对比度受限的自适应直方图均衡方法、基于引导滤波的高动态红外图像增强方法等几种效果相对较好的方法相比,文中所提出的方法处理后的图像细节更丰富,噪声抑制效果更强,视觉效果更好,且该方法适应性更强,无须调整参数即可应对多种观测场景。     

基于热辐射信息保留的图像融合算法

针对现有的红外与可见光图像融合算法无法很好地保留红外图像热辐射信息这一问题,提出了一种基于热辐射信息保留的图像融合算法。通过NSCT（non-subsampled contourlet transform）变换对红外与可见光图像进行多尺度分解,得到各自的高频子带和低频子带,可见光低频子带部分经拉普拉斯算子提取特征后与红外低频子带部分叠加得到融合图像的低频系数,高频部分使用基于点锐度和细节增强的融合规则进行融合以得到高频系数,最后通过逆NSCT变换重构得到融合图像。实验表明,相较于其它图像融合算法,所提算法能在保留红外图像热辐射信息的同时,保有较好的清晰细节表现能力,并在多项客观评价指标上优于其它算法,具有更好的视觉效果,且在伪彩色变换后有良好的视觉体验,验证了所提算法的有效性和可行性。     

基于红外目标特征提取的图像融合方法

为有效突出红外目标,同时尽可能多地保留可见光图像中的纹理细节信息,使得最终的融合图像更符合人类视觉感知效果,本文提出一种新的基于红外目标特征提取的红外与可见光图像融合方法。首先,利用高斯滤波器将源图像分解为粗略尺度信息和边缘纹理细节信息;对红外图像的边缘纹理细节信息进行去“光晕”分解,在此基础上进一步利用OTSU多阈值分割算法将红外图像分割为目标区域、过渡区域和背景区域;最后,依据分割结果确定各分解子信息的融合权重,以有效地将红外目标信息注入到可见光图像中,同时尽可能多地保留可见光图像中重要的场景细节信息。实验结果表明,本文方法无论从主观视觉还是客观评价指标上,都要优于目前常用的有代表性的图像融合方法。      

基于对比度增强与多尺度边缘保持分解的红外与可见光图像融合

在低照度环境下拍摄的可见光图像可视性较差,若将其与红外图像直接融合会导致融合结果清晰度不理想。针对这一问题,该文提出一种基于对比度增强与多尺度边缘保持分解的图像融合方法。首先,在融合之前采用基于导向滤波的自适应增强算法提高可见光图像中暗区内容的可视性。其次,通过一种尺度感知边缘保持滤波器对输入图像进行多尺度分解。再次,应用频率调谐滤波构造显著图。最后,利用由导向滤波生成的权重图重构融合图像。实验结果表明,所提方法不仅可以使细节信息更突出,而且还能够有效地抑制伪影。     

基于联合低秩稀疏分解的红外与可见光图像融合

为进一步提高红外与可见光融合图像的细节信息和整体对比度,降低伪影和噪声,考虑了红外与可见光图像的相关性,提出了一种基于联合低秩稀疏分解的红外与可见光图像融合方法。首先,利用联合低秩稀疏分解方法将红外和可见光源图像分别分解成共同低秩分量、特有低秩分量和特有稀疏分量;其次,利用非下采样Shearlet变换方法对特有低秩分量进行融合;然后,采用区域能量融合策略实现特有稀疏分量融合;最后,共有低秩分量与融合后的特有低秩分量和特有稀疏分量相加得到最终融合图像。在Nato-camp、Bristol Eden Project和TNO公共测试数据集上进行的实验测试了所提算法性能。实验结果表明,与其他9种融合方法相比,所提方法能够有效地提取红外图像中的目标信息和保留可见光图像的背景信息,熵、互信息、标准差、视觉信息保真度、差异相关系数之和和 Qy 客观评价指标明显优于对比方法。      

基于灰度变换与两尺度分解的夜视图像融合

为了获得更适合人感知的夜视融合图像,该文提出一种基于灰度变换与两尺度分解的夜视图像融合算法。首先,利用红外像素值作为指数因子对可见光图像进行灰度转换,在达到可见光图像增强的同时还使可见光与红外图像融合任务转换为同类图像融合。其次,通过均值滤波对增强结果与原始可见光图像进行两尺度分解。再次,运用基于视觉权重图的方法融合细节层。最后,综合这些结果重构出融合图像。由于该文方法在可见光波段显示结果,因此融合图像更适合视觉感知。实验结果表明,所提方法在视觉质量和客观评价方面优于其它5种对比方法,融合时间小于0.2 s,满足实时性要求。融合后图像背景细节信息清晰,热目标突出,同时降低处理时间。     

结合改进显著性检测与NSST的红外与可见光图像融合方法

针对当前基于显著性检测的红外与可见光图像融合方法存在目标不够突出、对比度低等问题,本文提出了一种结合改进显著性检测与非下采样剪切波变换（non-subsampled shearlet transform, NSST）的融合方法。首先,使用改进最大对称环绕（maximum symmetric surround, MSS）算法提取出红外图像的显著性图,并进一步通过改进伽马校正进行增强,同时应用同态滤波增强可见光图像。然后,对红外图像与增强的可见光图像进行NSST分解,利用显著性图指导低频部分进行融合;同时设定区域能量取大规则指导高频部分融合。最后,通过NSST逆变换重构融合图像。实验结果表明,本文方法在平均梯度、信息熵、空间频率和标准差上远优于其他7种融合方法,可以有效突出红外目标,提高融合图像的对比度和清晰度,并保留可见光图像的丰富背景信息。     

一种基于蚁狮最大熵算法与引导滤波的图像融合算法

传统红外与可见光图像融合算法中易出现目标提取不够充分、细节丢失等问题,导致融合效果不理想,从而无法应用于目标检测、跟踪或识别等领域。因此,该文提出一种基于蚁狮优化算法(ALO)改进的最大香农(Shannon)熵分割法结合引导滤波的红外与可见光图像融合方法。首先,使用蚁狮最大熵分割法(ALO-MES)对红外图像进行目标提取,然后,对红外和可见光图像使用非下采样剪切波变换(NSST),并对获得的低频和高频分量进行引导滤波。由提取的目标图像与增强后的红外和可见光低频分量通过低频融合规则得到低频融合系数,增强后的高频分量通过双通道脉冲发放皮层模型(DCSCM)得到高频融合系数,最后经NSST逆变换得到融合图像。实验结果表明,所提算法能够得到目标明确、背景信息清晰的融合图像。     

夜视抗晕光融合图像自适应分区质量评价

针对夜视晕光场景中,高亮度晕光信息导致现有红外与可见光融合图像评价方法失效的问题,该文提出一种自适应分区的融合图像质量评价方法。该方法根据可见光图像的晕光程度自动确定自适应系数,并通过迭代计算可见光灰度图像的晕光临界灰度值,将融合图像自动分为多个晕光区和非晕光区;在晕光区由设计的晕光消除度指标评价融合图像的晕光消除效果;在非晕光区从融合图像自身特性、对原始图像信息保留程度以及人眼视觉效果3方面评价融合图像纹理色彩等细节信息的增强效果;通过对4种不同抗晕光算法的融合图像进行评价分析,甄选出9种客观评价指标构成夜视抗晕光融合图像质量评价体系。不同夜视晕光场景下的实验结果表明,所提方法能够全面、合理地评价红外与可见光融合的抗晕光图像质量,解决了融合图像晕光消除越彻底客观评价结果反而越差的问题,也适于评判不同抗晕光融合算法的优劣。     

基于NSCT的自适应多判决图像融合方法

针对传统的融合方法对于红外图像目标信息和可见光图像丰富的背景信息无法有效地保留到融合图像的问题,提出一种基于NSCT变换的自适应多判决红外与可见光图像融合方法。首先,将来自同一场景配准后的红外与可见光图像进行NSCT多尺度、多方向分解;然后,分别对高低频系数采取不同的融合规则：低频系数采用基于区域能量调节因子自适应加权的方法,对高频系数采用混合的融合方法,即对于高层,采用像素点绝对值选大的融合方法,对于低层采用基于对比度的多判决融合方法;最后,将得到的高低频融合系数进行逆NSCT变换得到融合图像。实验结果表明,经主客观评价,本文提出的融合方法优于文中其他基于多尺度分析的图像融合方法,可得到更理想的融合图像。