基于MNLMF和SF方向滤波的图像融合算法

针对非下采样金子塔(NSP)用于平移不变的剪切波变换(NSST)中不能有效捕获图像的结构信息问题,提出一种多尺度非局部均值滤波(MNLMF)和剪切波(SF)方向滤波的新变换,即利用MNLMF代替NSST中NSP分解,然后将其用到图像融合中,并将输入图像分解成不同子带.对于近似子带,采用区域像素能量(PE)与梯度能量(GE)加权和的融合规则;对于方向子带,提出基于GE与系数绝对值(CAV)混合的融合规则.同时提出了基于MNLMF与SF的图像融合算法.仿真对比实验表明,所提出的方法在视觉感知和客观质量评价两个方面具有明显的优势.     

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PCANet的非下采样剪切波域多聚焦图像融合

近年来,基于深度学习模型的图像融合方法备受关注.而传统的深度学习模型通常需要耗时长和复杂的训练过程,并且涉及参数众多.针对这些问题,文中提出了一种基于简单的深度学习模型PCANet的非下采样剪切波(Non-Subsanmpled Shearlet Transform,NSST)域多聚焦图像融合方法.首先,利用多聚焦图像训练两阶段PCANet,用于提取图像特征.然后,对输入源图像进行NSST分解,得到源图像的多尺度和多方向表示.低频子带利用训练好的PCANet提取其图像特征,并利用核范数构造有效的特征空间进行图像融合.高频子带利用区域能量取大的融合规则进行融合.最后对根据不同融合规则融合后的频率系数进行NSST重构,获取清晰的目标图像.实验结果表明,所提算法的训练和融合速度比基于CNN的方法提高了43％,该算法的平均梯度、空间频率、熵等融合性能分别为5.744,15.560和7.059,可以与现有融合方法相媲美或优于现有的融合方法.     

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。     

基于改进的稀疏表示和PCNN的图像融合算法研究

为提高图像融合的清晰度,本文提出一种基于改进的稀疏表示和脉冲耦合神经网络（pulse coupled neural network,PCNN）的图像融合。利用非下采样剪切波变换（non-subsampled shearlet transform,NSST）对源图像进行分解变换,得到相应的低频子带和高频子带具有不同的信息。对于低频子带,采用改进的稀疏表示进行融合,利用K奇异值分解（K-singular value decomposition,K-SVD）算法,并对源图像进行自适应学习的多个子字典构造成联合词典。对于高频子带,则改进PCNN融合系数的选择方法,利用改进的空间频率作为神经元反馈输入来激励PCNN模型,并根据点火输出的总幅度最大的融合规则选择高频系数。最后,将融合后的低频子带和高频子带系数进行NSST逆变换,重构出融合图像。实验结果表明:该算法很好地保留了图像的边缘信息,并且得到的图像在相关的客观评价标准上也取得了良好的效果,表明了本算法的有效性。     

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.     

基于双边滤波和NSST的红外与可见光图像融合

针对传统图像融合容易导致目标信息减弱、背景细节不清晰的问题,提出一种基于非下采样剪切波变换（Non-subsampled Shearlet Transform, NSST）和双边滤波的融合算法。首先,利用双边和高斯滤波器处理红外与可见光图像,得到包含红外目标的大尺度边缘图像;然后,采用NSST分解红外与可见光图像,得到相应的高频和低频子带系数,低频部分利用已得的大尺度边缘图像指导加权,高频部分采用绝对值取大的方法;最后将融合后的各频带系数经过NSST逆变换得到融合结果。实验结果显示,该方法既能有效突出红外目标,又充分保留了可见光图像中的背景信息,在信息熵、互信息和峰值信噪比等客观评价指标上也都优于传统的融合算法。     

基于改进的NSCT红外可见光图像融合算法

针对在红外可见光图像融合过程中目标细节信息容易丢失的问题,提出一种使用非下采样轮廓波变换（NSCT）和主成分分析法（PCA）相结合的图像融合算法。首先应用NSCT将源图像分解分别得到低频和高频的子带图像。在低频子带系数中,由于PCA能够突出图像的主要信息,所以选用主成分分析法融合规则。高频子带中,相对来说较高层次系数表达的是源图像中最为细节的信息,可选用绝对最大值法融合规则,而相比之下低层次系数代表了较为粗糙的信息,可选用绝对最大值与区域标准差融合规则。从实验结果可以得出,在红外可见光图像目标信息和细节信息融合效果上该算法优于其他算法,有更好的图像视觉效果。     

基于NSST域的自适应区域和SCM相结合的多聚焦图像融合

为了提高多聚焦图像的融合效果,结合多源图像之间的共享相似性,提出了一种基于非下采样Shearlet变换(Nonsubsampled Shearlet Transform,NSST)域的自适应区域与脉冲发放皮层模型(Spiking Cortical Model,SCM)结合的新型图像融合算法。首先用NSST分解源图像,然后计算边缘能量(Energy Of Edge,EOE),在自适应区域用投票加权法融合低频系数,高频系数由边缘能量作为输入的SCM点火图融合,最后通过逆NSST获得该融合图像。该算法既可以很好地保持源图像的信息,又可以抑制在变换域因非线性运算产生的像素失真。实验结果表明,该方法优于最新的变换域和脉冲耦合神经网络(Pulse Coupled Neural Network,PCNN)融合方法。     

基于改进引导滤波与DCPCNN的图像融合方法

针对红外图像与可见光图像融合易产生边缘信息缺失,目标不够突出等问题,将引导滤波的保持边缘特性与双通道脉冲耦合神经网络（DCPCNN）的非线性耦合调制特性相结合,提出一种基于改进引导滤波与DCPCNN的红外与可见光图像融合算法。该方法首先选取非下采样剪切波变换将图像进行分解,获得高低频分量;对低频分量的融合是利用改进空间频率作用DCPCNN输入激励,且其链接强度由表征图像信息的平均梯度自适应调整来确定;高频分量融合是利用局部平均梯度与区域方差自适应加权,而后采用改进的引导滤波进行平滑处理实现空间一致性;最后,对分别处理后的各分量经过非下采样剪切波变换可逆变换获取融合图像。针对典型背景目标和复杂背景目标两类实验结果表明,与经典的曲波变换、双树复小波变换、非下采样轮廓波变换和非下采样剪切波变换等方法相比,该算法可以有效综合图像的优势信息,且在平均梯度、标准差、空间频率、相关系数等方面具有更高的优势。     

基于非下采样Shearlet变换与聚焦区域检测的多聚焦图像融合算法

为了提高基于多尺度变换的多聚焦图像融合中聚焦区域的准确性,提出了一种基于非下采样Shearlet变换(NSST)与聚焦区域检测的多聚焦图像融合算法。首先,通过基于非下采样Shearlet变换的融合方法得到初始融合图像;其次,将初始融合图像与源多聚焦图像作比较,得到初始聚焦区域;接着,利用形态学开闭运算对初始聚焦区域进行修正;最后,在修正的聚焦区域上通过改进的脉冲耦合神经网络(IPCNN)获得融合图像。与经典的基于小波变换、Shearlet变换的融合方法以及当前流行的基于NSST和脉冲耦合神经网络(PCNN)的融合方法相比,所提算法在客观评价指标互信息(MI)、空间频率和转移的边缘信息上均有明显的提高。实验结果表明,所提出的算法能更准确地识别出源图像中的聚焦区域,能从源图像中提取出更多的清晰信息到融合图像。     

形态学滤波和改进PCNN的NSST域多光谱与全色图像融合

目的 全色图像的空间细节信息增强和多光谱图像的光谱信息保持通常是相互矛盾的,如何能够在这对矛盾中实现最佳融合效果一直以来都是遥感图像融合领域的研究热点与难点。为了有效结合光谱信息与空间细节信息,进一步改善多光谱与全色图像的融合质量,提出一种形态学滤波和改进脉冲耦合神经网络（PCNN）的非下采样剪切波变换（NSST）域多光谱与全色图像融合方法。方法 该方法首先分别对多光谱和全色图像进行非下采样剪切波变换;对二者的低频分量采用形态学滤波和高通调制框架（HPM）进行融合,将全色图像低频子带的细节信息注入到多光谱图像低频子带中得到融合后的低频子带;对二者的高频分量则采用改进脉冲耦合神经网络的方法进行融合,进一步增强融合图像中的空间细节信息;最后通过NSST逆变换得到融合图像。结果 仿真实验表明,本文方法得到的融合图像细节信息清晰且光谱保真度高,视觉效果上优势明显,且各项评价指标与其他方法相比整体上较优。相比于5种方法中3组融合结果各指标平均值中的最优值,清晰度和空间频率分别比NSCT-PCNN方法提高0.5%和1.0%,光谱扭曲度比NSST-PCNN方法降低4.2%,相关系数比NSST-PCNN方法提高1.4%,信息熵仅比NSST-PCNN方法低0.08%。相关系数和光谱扭曲度两项指标的评价结果表明本文方法相比于其他5种方法能够更好地保持光谱信息,清晰度和空间频率两项指标的评价结果则展示了本文方法具有优于其他对比方法的空间细节注入能力,信息熵指标虽不是最优值,但与最优值非常接近。结论 分析视觉效果及各项客观评价指标可以看出,本文方法在提高融合图像空间分辨率的同时,很好地保持了光谱信息。综合来看,本文方法在主观与客观方面均具有优于亮度色调饱和度（IHS）法、主成分分析（PCA）法、基于非负矩阵分解（CNMF）、基于非下采样轮廓波变换和脉冲耦合神经网络（NSCT-PCNN）以及基于非下采样剪切波变换和脉冲耦合神经网络（NSST-PCNN）5种经典及现有流行方法的融合效果。     

A novel retrieval method for remote sensing image based on statistical model

With the increasing number of high-resolution remote sensing (HRRS) image technologies, there is an interest in seeking a way to retrieve images efficiently. In order to describe the images with abundant texture information more concisely and accurately, we propose a novel remote sensing image retrieval approach based on the statistical features of non-subsampled shearlet transform (NSST) coefficients, according to which we set up a model using Bessel K form (BKF). First, the remote sensing (RS) image is decomposed into several subbands of frequency and orientation using the non-subsampled shearlet transform. Then, we use the Bessel K distribution model is utilized to describe the coefficients of NSST high-frequency subband. Next, the BKF parameters are selected to serve as the texture feature to represent the characteristics of image, namely BKF statistical model feature (BSMF), and the feature vector of each image is created by combination with parameters at each high-pass subband. Both the experiment and theory indicate that the BKF distribution is highly matched with the statistical features of NSST coefficients within high-pass subbands. In our experiments, we applied the proposed method to two general RS image datasets- The UC Merced land use dataset and the Sydney dataset. The results show that our proposed method can achieve a more robust and commendable performance than the state-of-the-art approaches.     

基于非下采样Shearlet变换与模糊对比度的合成孔径雷达图像增强

针对合成孔径雷达（SAR）图像在成像和传输过程中引入噪声和干扰从而导致图像清晰度下降、细节丢失等问题,提出了一种非下采样Shearlet变换（NSST）与模糊对比度的SAR图像增强算法。首先,原始图像经NSST分解成一个低频分量和若干个高频分量;然后对低频分量进行线性增强以提高整体对比度,对高频分量采用阈值法进行增强以去除图像中的噪声;接着对处理后的两部分分量进行NSST反变换得到重构图像;最后采用模糊对比度算法对重构图像进行增强,提高图像细节信息和层次感,得到增强后的图像。对40幅图像的实验结果表明,与直方图均衡化、多尺度Retinex增强算法、基于Shearlet变换和多尺度Retinex的遥感图像增强算法、基于剪切波域改进Gamma校正的医学图像增强算法相比,该算法的图像峰值信噪比至少提升了22.9%,均方根误差至少降低了36.2%,能明显提升图像的清晰度,使图像的纹理信息更加清晰。