基于直觉模糊集和亮度增强的医学图像融合

图像融合技术在计算机辅助诊断中发挥了重要作用.传统融合方法通过设计融合策略来同时解决图像融合中的两个关键问题,即细节提取和能量保存,而这容易造成信息丢失或能量保存度不足.鉴于此,提出了一种对细节提取和能量保存问题进行分别解决的融合方法.该方法的第一部分旨在进行细节提取,首先,使用非下采样剪切波变换(NSST)将源图像分解成低频和高频子带;然后,通过改进的能量策略来融合低频子带,而对于高频子带的融合,提出了一种基于直觉模糊集理论的策略;最后,利用逆NSST来重构图像.而在第二部分里,为了达成能量保存,提出了一种亮度增强方法.在43组图像上验证该方法的性能,并把该方法和主成分分析(PCA)、局部拉普拉斯滤波器(LLF)等其他八种传统融合方法进行对比,两种医学图像融合类型(核磁共振图像(MRI)和正电子发射断层图像(PET)、核磁共振图像(MRI)和单光子发射计算机断层图像(SPECT))的实验结果表明,该方法在视觉质量和互信息(MI)、空间频率(SF)、Q值、平均梯度(AG)、信息熵(EI)和标准差(SD)等客观评价指标上均具有优势,能够提高医学图像融合质量.     

采用改进平均梯度与自适应PCNN的图像融合

为了改善对多聚焦图像融合的视觉效果和时效性.借助非下抽样剪切波(NSST)变换的平移不变性和较强的方向选择性,提出改进的融合策略.通过NSST变换对源图像进行分解,获得与源图像大小相同但尺度不同的低频子带和高频子带,再采用改进平均梯度的策略对低频子带进行融合,对高频子带则利用改进的自适应PCNN策略进行融合.对融合后的高低频子带进行NSST逆变换,重构出整体更自然明亮和细节纹理更清晰的融合图像.仿真结果表明:改进融合策略较好地提取出了源图像的细节信息,在主观视觉和五种客观评价指标上均优于其他几种比较算法,且由于NSST引入了快速傅里叶变换,明显提高了运算的时效性.     

采用改进平均梯度与自适应PCNN的图像融合

为了改善对多聚焦图像融合的视觉效果和时效性.借助非下抽样剪切波(NSST)变换的平移不变性和较强的方向选择性,提出改进的融合策略.通过NSST变换对源图像进行分解,获得与源图像大小相同但尺度不同的低频子带和高频子带,再采用改进平均梯度的策略对低频子带进行融合,对高频子带则利用改进的自适应PCNN策略进行融合.对融合后的高低频子带进行NSST逆变换,重构出整体更自然明亮和细节纹理更清晰的融合图像.仿真结果表明:改进融合策略较好地提取出了源图像的细节信息,在主观视觉和五种客观评价指标上均优于其他几种比较算法,且由于NSST引入了快速傅里叶变换,明显提高了运算的时效性.     

基于非下采样剪切波变换和特征合成的医学图像融合算法

针对融合后的医学图像时常存在细节纹理不够清晰的问题,本文提出一种新的基于非下采样剪切波变换（Non-Subsampled Shearlet Transform,NSST）的医学图像融合算法,对多模态医学影像进行融合,增强细节结构提取的能力,提高图像融合质量,为医疗诊断提供依据.首先,将已配准的源图像进行NSST分解,得到低频子带和一系列高频子带;其次,对于低频子带系数,提出利用局域平均能量与局域标准差的合成值进行子带之间选择的融合策略,有利于完整保存基础信息,对于高频子带系数,利用改进的拉普拉斯能量和（New Sum of Modified Laplacian,NSML）的方法进行融合;接着,将融合过后的低、高频子带进行NSST的逆过程变换,从而得到融合之后的图像;最后,在灰度和彩色医学多模态图像上进行大量的实验,并选择信息熵（IE）,空间频率（SF）,标准差（SD）和平均梯度（AG）对融合后的图像进行质量评价.仿真结果表明,本文算法在主观视觉效果以及客观评价指标上均取得较大改善.与其他算法相比,信息熵,标准差,空间频率和平均梯度的平均值分别提高了2.99%,4.06%,1.78%和1.37%,融合后的图像包含更丰富的细节纹理信息,视觉效果更好.     

基于NSST 域隐马尔可夫树模型的SAR 和灰度可见光图像融合

针对合成孔径雷达(SAR) 图像和可见光图像融合问题, 提出一种基于非下采样剪切波变换域的隐马尔可夫树模型的图像融合方法(NHMM), 图像经过非下采样剪切波变换(NSST) 分解形成一个低频子带和多个高频子带.在NSST 域中, 对低频系数采用基于标准差的融合策略; 针对高频子带, 建立NSST 域隐马尔可夫树(HMT) 模型对高频系数进行训练, 并根据梯度能量对训练后的高频系数进行选择, 最后通过NSST 逆变换得到融合图像. 实验结果表明, 所提出的方法可提高图像的融合质量, 并能降低图像噪声, 具有一定的有效性和实用性.

     

基于改进型NSST变换的图像融合方法

为了进一步提高捕获图像细节的能力,提高运算效率,提出一种改进型NSST变换,采用冗余提升不可分离小波替换经典NSST中的非下采样金字塔分解.针对改进型NSST分解得到的不同子带,对低频子 带选用区域能量和融合规则,高频子带选用简化型PCNN融合规则,提出基于改进型NSST的图像融合方法.实验结果表明,所提出的方法在主观视觉评价和客观指标评价中具有很大优势.     

基于非下采样Contourlet变换和区域特征的医学图像融合

针对非下采样Contourlet变换具有多尺度分析及平移不变的性质,结合计算机断层成像(CT)和核磁共振(MRI)医学图像各自的成像特性,提出了基于非下采样Contourlet变换和区域特征策略来对低频、高频子带进行融合的医学图像融合方法;介绍了图像融合的评价标准,阐述了非下采样Contourlet变换的原理及实现;从视觉效果和客观数据指标方面对融合图像进行主观评判和数值评价。下颌骨系统CT和MRI图像的融合实验结果表明,该方法相对于小波变换和Contourlet变换方法,可有效综合这两种断层图像的有效信息和细节信息,融合后图像具有更优的视觉质量和量化指标。     

结合视觉显著性与Dual PCNN的红外与可见光图像融合

针对现存的红外与可见光图像融合算法亮度不均、目标不突出、对比度不高、细节丢失等问题,结合非下采样剪切波变换(NSST)具有多尺度、最具稀疏表达的特性,显著性检测具有突出红外目标的优势,双通道脉冲耦合神经网络(Dual-PCNN)具有耦合、脉冲同步激发等优点,提出一种基于NSST结合视觉显著性引导Dual-PCNN的图像融合方法。首先,通过NSST分解红外与可见光图像各方向的高频与低频子带系数;然后,低频子带系数采用基于显著性决策图引导Dual-PCNN融合策略,高频子带系数采用改进的空间频率作为优化Dual-PCNN的激励进行融合;最后,经过NSST逆变换得到融合图像。实验结果表明,融合图像红外目标突出且可见光背景细节丰富。该方法相比于其他融合算法在主观评价与客观评价上都有一定程度的改善。     

基于Shearlet变换和TV模型的医学图像融合

为了综合多模态医学图像的互补信息,为临床诊断和辅助治疗提供更为充分有效的依据,提出了一种基于Shearlet变换和全变差(Total variation,TV)模型的含噪医学图像融合方法.首先对源图像(CT/MRI图像或CT/PET图像)进行Shearlet变换,产生一个低频子带和若干高频子带.然后对低频子带采用基于区域方差的融合策略,以完整地保留源图像的解剖信息或功能信息;对于高频子带,则利用TV模型进行去噪预处理,避免噪声对融合结果的干扰,再采用改进拉普拉斯能量和(Sum-modified-Laplacian,SML)的融合策略,最大程度地融合边缘、细节信息.大量实验结果表明,与近年来提出的3种融合方法相比,本文提出的方法对无噪声和有噪声的医学图像都能取得更好的融合效果,融合图像完整地保留了源图像的信息,目标的边缘、细节清晰,计算效率也有所提高.     

肺部肿瘤跨模态图像融合的并行分解自适应融合模型

目的 跨模态像素级医学图像融合是精准医疗领域的研究热点。针对传统的像素级图像融合算法存在融合图像对比度不高和边缘细节不能较好保留等问题,本文提出并行分解图像自适应融合模型。方法 首先,使用NSCT(non-subsampled contourlet transform)提取原图像的细节方向信息,将原图像分为低频子带和高频子带,同时使用潜在低秩表示方法(latent low-rank representation, LatLRR)提取原图像的显著能量信息,得到低秩部分、显著部分和噪声部分。然后,在低频子带融合方面,NSCT分解后得到的低频子带包含原图像的主要能量,在融合过程中存在多对一的模糊映射关系,因此低频子带融合规则采用基于模糊逻辑的自适应方法,使用高斯隶属函数表示图像模糊关系;在高频子带融合方面,NSCT分解后得到高频子带系数间有较强的结构相似性,高频子带包含图像的轮廓边缘信息,因此高频子带采用基于Piella框架的自适应融合方法,引入平均结构相似性作为匹配测度,区域方差作为活性测度,设计自适应加权决策因子对高频子带进行融合。结果 在5组CT(computed tomography...