基于NSCT域滚动引导滤波与自适应PCNN的医学图像融合

针对传统CT和MRI医学图像融合后存在边缘轮廓模糊、纹理细节丢失等问题,提出基于NSCT域结合相位一致性滚动引导滤波与改进参数自适应双通道PCNN的图像融合方法。首先,采用相位一致性滚动引导滤波对CT源图像进行增强,提高骨骼轮廓结构清晰度。然后,通过NSCT变换分解增强后的CT和MRI源图像得到低频子带和高频子带。低频子带系数采用改进参数自适应双通道脉冲耦合神经网络融合策略,明显改善了软组织的纹理细节模糊效果;高频子带系数采用加权求和修正拉普拉算法融合,提升了融合后图像的细节、纹理等信息。最后,通过逆NSCT变换重构出融合图像。通过五组对比实验表明,所提方法的AG、CC、SF、MSE以及CEN客观评价指标分别平均提高了13.30%、6.71%、4.40%、40.23%、19.16%,说明该融合方法在处理纹理细节、边缘轮廓、结构相似性以及图像像素方面性能更好。     

融合NSCT和自适应平滑的光照不变量提取算法

为了更好地解决光照变化对人脸识别系统的干扰问题,提出一种融合了NSCT和自适应平滑的算法,以提取带有更多人脸结构信息的光照不变量.首先用NSCT分解对数域人脸图像,并对各高频子带进行NormalShrink阈值滤波;再将滤波后的高频子带和未经处理的低频子带进行逆NSCT处理得到人脸图像的模糊图像;然后对NSCT分解后的低频子带使用自适应平滑提取出低频子带中的人脸细节信息;最后结合该人脸细节信息和模糊图像进行计算,得到人脸图像的光照不变量.该不变量有效地弥补了NSCT方法中缺乏低频子带中的人脸细节信息的不足,提高了人脸信息的利用率.在Yale B和CMU PIE人脸库上的实验结果表明,该算法能够有效地消除光照变化的影响,具有更优的人脸识别性能,提高人脸识别系统的光照鲁棒性.     

基于SML和PCNN的NSCT域多聚焦图像融合

针对融合规则带来的虚假边缘、伪影等问题,提出了改进拉普拉斯能量和(Sum-modified Laplacian,SML)和脉冲耦合神经网络(Pulse Coupled Neural Network,PCNN)相结合的非下采样Contourlet变换(Non-Sampled Con-tourlet Transform,NSCT)域融合方法。首先,采用NSCT将每幅源图像分解成包含基本信息的低频子带图像和多幅包含细节信息的带通子带图像。然后,计算各尺度分解图像的SML值,根据值的大小对低频子带图像各像素点进行像素选择。对于带通子带部分,将计算的SML作为PCNN的输入激励,PCNN输出的点火映射图用来选择各子带图像的像素值。最后,将处理后的各子带系数进行NSCT重构得到融合图像。实验结果表明,此算法能很好地改善融合图像的聚焦清晰度,并且与现有的SIDWT,DTCWT,NSCT以及基于PCNN的融合方法相比,所提算法在互信息量、结构相似度以及边缘信息保留量等客观指标方面得到了提高。     

基于NSCT和分数阶微分的多聚焦图像融合方法

为了增加图像的细节信息,提出了一种基于NSCT和分数阶微分的多聚焦图像融合方法。首先采用NSCT将源图像分解为低频子带和高频子带,低频融合规则以基于局部对比度的变化显著度最大为决策图,高频融合规则以基于分数阶微分算法的梯度最大为决策图。最后通过逆NSCT得到融合图像。通过对比多组融合图像主、客观评价结果表明,该方法能有效保留边缘信息。     

基于NSCT及改进Canny的图像边缘检测

为进一步提取丰富的图像边缘信息,提出了一种基于非下采样Contourlet变换(Nonsubsampled Contourlet Transform,NSCT)及改进Canny的图像边缘检测方法。该方法是将图像进行NSCT多尺度分解,得到低频和高频子带。首先对低频子带使用改进Canny算子提取低频轮廓,再使用非线性函数对高频子带信息中各尺度各方向上的系数进行调整,实现边缘增强和噪声抑制,最后将NSCT域尺度内和尺度间的检测结果相融合来得到完整的边缘图像。实验结果表明,相比Sobel、Canny算子和现有的NSCT边缘检测方法,文中方法具有更好的边缘检测效果,边缘定位准确、完整、连续、细节丰富。     

基于非下采样轮廓波变换和压缩感知的PET/CT像素级融合算法

Piella多分辨率图像融合框架包括4种融合规则的构造方法,围绕该框架下的第1种融合规则提出了基于非下采样轮廓波变换(NSCT)和压缩感知的PET/CT像素级融合算法。首先,对已配准的PET和CT源图像进行NSCT变换;然后,为突出低频图像的病灶部位,采用对特征和区域敏感性更高的脉冲耦合神经网络融合规则;其次,选择高斯随机矩阵对高频子带进行压缩采样得到测量值,基于Piella融合框架以高频子带分块计算的直方图距离作为匹配测度,以高频子带的区域能量作为活性测度,用匹配测度和活性测度构造出自适应的决策模型计算融合因子d,根据融合因子对高频测量值进行融合,再利用正交匹配追踪算法重构出高频融合图像;再次,对融合后的低频图像和重构后的高频图像同时进行NSCT逆变换得到最终的融合图像;最后,进行了融合算法比较、活性测度比较和匹配测度比较的实验。实验结果表明该算法可以更好地呈现病灶信息,从主观效果和客观评价指标均验证了其有效性。     

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。     

基于多尺度域和能量特征分析的航空图像增强

为了有效地解决航空图像在雾霾等恶劣天气下存在边缘和细节丢失、对比度低的问题,提出了一种结合非下采样Contourlet域和能量特征的引导滤波航空图像增强算法。该算法首先将低质的航空图像进行非下采样Contourlet变换(NSCT),得到一个低频子带和多个高频子带;之后对低频子带线性拉伸以提高对比度,高频部分先采用基于能量特征改进的自适应Bayes阈值进行噪声抑制,再进行引导滤波增强,以提升和优化边缘信息的保持能力;最后将图像进行NSCT反变换,得到最终的增强效果图。大量实验结果表明,该算法能较好地增强图像边缘细节信息,明显提升图像的整体观感,并具有一定的抗噪能力。     

基于NSCT与模糊逻辑的图像融合方法

提出一种基于非下采样Contourlet变换（NSCT）和模糊逻辑的图像融合方法。NSCT分解有利于更好地保持图像的边缘信息和轮廓结构,并增强图像的平移不变性。在对原图像进行多尺度几何分解后,针对图像融合过程中原图像融入信息程度的不确定性,采用基于模糊逻辑（Fuzzy logic）的融合规则指导图像的融合：根据高低频各自的频带特性和待融合图像的特点,对高频使用基于信息熵与模糊逻辑的融合方法,而对低频使用基于亮度、梯度、方差、信息熵等特性及模糊逻辑的规则得到融合系数,最终经过NSCT逆变换得到融合图像。实验结果表明,该算法的融合图像具有良好的视觉效果及客观评指标,指标与视觉效果也能够较好的统一。     

基于提升小波变换与自适应PCNN的医学图像融合方法

为了更好地满足临床辅助诊断和治疗的需要,提出一种基于提升小波变换的CT与MRI图像的融合方法.该方法在低频子带采用基于区域能量的融合规则;高频子带采用自适应脉冲耦合神经网络(PCNN)的融合规则,通过应用PCNN简化模型把图像逐像素的梯度能量作为PCNN的链接强度,使得PCNN能根据像素梯度能量的变化来自适应地调整链接强度的大小,并根据点火次数确定高频子带融合系数.实验结果表明,文中方法与传统融合方法相比性能优越,丰富了融合图像的边缘及细节信息,可取得更好的融合效果.     

结合NSCT和压缩感知的红外与可见光图像融合

目的 红外成像传感器只敏感于目标场景的辐射,对热目标的探测性能较好,但其对场景的成像清晰度低;可见光图像只敏感于目标场景的反射,场景图像较为清晰,但目标不易被清晰观察.因而将两者图像进行融合,生成具有较好目标指示特性和可见光图像的清晰场景信息,有利于提高目标识别的准确性和降低高分辨图像传感器研究的技术难度.方法 结合非下采样contourlet变换 (NSCT)和压缩感知的优点,研究一种新的红外与可见光图像融合方法.首先对两源图像进行NSCT变换,得到一个低频子带和多个不同方向、尺度的高频子带.然后对两低频子带采用压缩感知理论获得测量向量,利用方差最大的方法对测量向量进行融合,再进行稀疏重建;高频子带采用区域能量最大的方法进行融合.最后利用NSCT逆变换获得融合图像.结果 为了验证本文方法的有效性,与其他几种方法相比较,并利用主观和客观的方法对融合结果进行评价.提出的新方法融合结果的熵、空间频率、方差明显优于其他几种方法,运行时间居中.主观上可以看出,融合结果在较好地显示目标的基础上,能够较为清晰地保留场景图像的信息.结论 实验结果表明,该方法具有较好的目标检测能力,并且方法简单,具有较强的适应性,可应用于航空、遥感图像、目标识别等诸多领域.     

非下采样剪切波变换的医学图像融合

目的 由于单模态医学图像所提供的信息有限,不能反映相关组织所有细节信息,可能会造成临床医学误诊。针对这一问题,提出一种基于非下采样剪切波变换（NSST）的医学图像融合算法,对多模态医学图像进行融合,丰富融合图像信息,提高图像质量,为临床诊断提供依据。方法 首先,将源图像进行NSST变换得到低频子带和若干高频方向子带;其次,根据低频子带图像的特点,提出低频系数与脉冲耦合神经网络PCNN （pulse coupled neural network）相结合的方法;根据高频子带间结构相似度SSIM （structure similarity）不同,分为低相似和高相似子带图像;对低相似子带系数采用视觉敏感度系数VSC （visual sensitivity coefficient）与改进梯度能量相结合的策略;高相似子带系数采用VSC与区域能量相结合的方法;进而,选取结构相似度与边缘信息评价因子Q^ABF（edge based similarity measure）之和作为目标函数,自适应地优化可调参数;最后,经逆NSST变换重构图像。结果 对灰度图像和彩色图像进行实验仿真,并与其他4种融合方法进行比较,在主观视觉效果和客观评价标准,本文方法取得良好的融合效果,其中边缘评价因子和标准差都是最好的,其他指标相对较好;与靳珍怡提出的基于非下采样轮廓波变换的多模态医学图像融合相比,5组实验空间频率分别提高了11.8%、24.7%、83.4%、11.9%、30.3%;边缘评价因子分别提高了6.7%、15%、40%、50%、12%;结构相似度分别提高了0.7%、7.3%、2.4%、-3.6%、2.1%;交叉熵分别降低了16.9%、1.6%、-27.4%、6.1%、0.4%。结论 本文算法有效提高多模态医学图像融合质量,增加不同模态间的互补信息;与现有医学图像融合算法相比,本文算法更加优越。融合图像细节信息更为突出,整体信息更丰富,更符合人眼视觉特性。     

Research on fundus image registration and fusion method based on nonsubsampled contourlet and adaptive pulse coupled neural network

We present a registration and fusion method of fluorescein fundus angiography image and color fundus image which combines Nonsubsampled Contourlet (NSCT) and adaptive Pulse Coupled Neural Network (PCNN). Firstly, we register two images by Speeded Up Robust Features (SURF) feature points, the nearest neighbor and the next nearest neighbor distance ratio method to eliminate the spatial difference between the source images. Secondly, we use Random Sample Consensus (RANSAC) algorithm to achieve precise matching of feature points. Then, according to the transformation parameters obtained by RANSAC algorithm, we perform spatial transformation on the floating image to complete the registration. Finally, we obtain the low-frequency sub-band and high-frequency sub-band of the image to be fused by NSCT decomposition. The low-frequency sub-band is fused by the regional energy. The high-frequency sub-bands are studied using a simplified-PCNN model and the Particle Swarm Optimization algorithm. The link strength of the simplified-PCNN is an improved Laplacian energy and the images are fused based on the number of times the pixels are ignited. The proposed method has higher average gradient (AG) value and information entropy (IE) value and lower relative global dimensional synthesis error (ERGAS) than the existing fusion methods of the fundus image. The fusion image can accurately synthesize the image information, clarify the performance of the details, and has better spectral quality in the spectral range. The image of fused provides an effective reference for the clinical diagnosis of fundus diseases.

     

基于提升小波变换的医学图像融合

目的 将不同模态的医学图像(如CT/MRI图像)进行科学融合,可以有效地丰富图像的信息,提高信息的利用效能,这对于医学临床诊断具有重要的理论研究意义和应用价值。方法 基于提升小波变换的特性,对多模态医学图像的融合算法进行研究。首先,对已配准的源图像进行多尺度分解,得到低频子带和多层高频子带;进而,根据低频子带的特点和各层高频子带的噪声含量不同,提出了低频子带系数采用基于区域平均能量的加权融合规则;对噪声含量较低的低层高频子带采用基于计盒分维法获取分维数,而对噪声含量较高的高层高频子带提出了基于区域梯度能量加权融合规则。结果 分别对灰度图像和彩色图像进行了大量融合实验,并分别在主观视觉特性及客观评价指标下对不同融合算法产生的融合图像的质量进行了分析对比,表明本文算法具有较好的边缘保持度。结论 实验结果表明,较现有算法产生的融合图像,应用本文融合算法得到的图像具有更丰富的信息,更能使图像灰度级分散,具有更良好的视觉特性和评价指标。     

基于NSCT和改进模糊的遥感图像增强方法

为了解决遥感图像处理过程中噪声放大和图像失真现象,提出了一种结合NSCT和改进模糊对比度的图像增强方法。通过NSCT变换把图像分解成低频子带和若干个高频子带;对低频子带进行线性增强,并利用改进的阈值函数对高频子带进行去噪;随后采用改进的模糊对比度来调整NSCT反变换的系数,以提高图像的整体对比度。实验结果表明,提出的算法的客观指标明显优于其他对比算法,并且视觉效果也得到很大改善。     

基于SIFT与Contourlet变换的高分辨遥感图像配准

针对高分辨遥感图像特征量较多的情况,提出一种基于SIFT与Contourlet变换相结合的图像配准算法。首先将图像进行Contourlet变换分解成低频和高频子带,对高频子带通过设定合适的阈值来提取图像边缘特征点,对低频子带进行SIFT特征点提取。将两者提取到的特征点分别匹配后得到粗匹配点对,利用随机抽样一致性(RANSAC)选择出精匹配点对,实现图像配准。实验表明:在多源遥感图像配准过程中,与基于非采样Contourlet变换(NSCT)和基于SIFT特征提取相比,该算法能够更准确地提取到特征点,具有更高的运算效率以及匹配率。     

耦合边缘检测与优化的多尺度遥感图像融合法

为了使融合图像在显著提高空间分辨率的同时,最大限度地融入多光谱图像的光谱信息,提出了一种结合Canny算子与非下采样Contourlet变换的粒子群优化的遥感图像融合方法。首先在IHS变换的基础上,利用Canny算子对全色图像进行边缘提取,根据边缘分布特征对全色图像和多光谱图像[I]分量进行边缘特征融合得到边缘加强的全色图像,然后对新的全色图像和多光谱图像[I]分量分别进行非下采样Contourlet变换,并在低频子带采用有选择性的加权求和融合规则,对于高频方向子带先利用粒子群优化算法寻找结构相似度的最优阈值[p],再采用基于区域结构相似度的融合规则,最后经NSCT和IHS逆变换获得融合图像。仿真实验结果表明：提出的算法能很好地兼顾全色图像细节信息的保留和多光谱图像光谱信息的保持。