基于信息量制约的遥感图像融合算法

为了改善遥感图像的融合质量,制定了信息量制约法则用于获取融合遥感图像。利用亮度－色调－饱和度(IHS)变换从多光谱(MS)图像中获取亮度(I)分量。基于非下采样剪切波变换(NSST),获取I分量与全色(PAN)图像完成分解,得到I分量与PAN图像的高低频系数。最后,利用低频系数的均值以及区域能量信息,建立信息量制约法则,分析不同低频系数对融合系数的影响程度,设计不同的融合方法对这些低频系数进行融合。采用改进的平均梯度度量模型完成高频系数融合。通过NSST逆变换对计算融合后的高低频系数,输出新的亮度分量,将其与原始的色调(H)、饱和度(S)分量组合,通过IHS逆变换,获取融合结果。实验数据显示,相对已有的融合算法,所提算法的融合图像所含的信息量更为丰富,且光谱扭曲度更小。     

改进的基于àtrous小波的遥感图像融合方法

针对多光谱与全色图像的融合,提出了一种改进的基于àtrous小波变换的图像融合方法。首先对多光谱图像进行IHS(intensity-hue-saturation)变换,然后对PAN图像进行àtrous小波变换,再将PAN图像的细节分量添加到多光谱图像的强度分量中。为了控制添加的数量,从小波系数中提取出一个重要性测度函数,并根据阈值选择重要的PAN特征,用新的强度分量来取代多光谱图像的强度分量。最后再做IHS逆变换得到融合图像。实验结果表明,和IHS变换算法及常用的小波融合算法相比,本文提出的融合方法在光谱信息的保持与空间细节信息的增强两个方面的综合性能得到提高,具有更好的效果。     

NSST域红外和可见光图像感知融合

为了提高融合图像的视觉感知效果,提出一种非下采样剪切波变换(Non-Subsampled Shear Transform,NSST)域红外和可见光图像感知融合方法.首先采用NSST将源图像分解为高频和低频分量;接着采用参数自适应脉冲耦合神经网络(Parameter Adaptive Pulse Coupled Neural Network,PA-PCNN)融合高频分量图像,提高成像细节;然后联合使用高斯滤波器和双边滤波器进行多尺度变换以融合低频分量图像,将低频分量分解为多尺度纹理细节和边缘特征以捕获更多的多尺度红外光谱特征;最后利用NSST逆变换获取融合图像.实验结果表明,该方法不仅可以有效提高融合图像的细节信息,而且还能增强红外特征的提取能力以契合人体的视觉感知.     

基于NSST图像特征的多聚焦图像融合方法

针对广泛存在于多聚焦图像融合方法中的局部图像细节不清晰的现状,提出一种基于非下采样剪切波变换(NSST)图像特征的多聚焦图像融合方法。利用NSST对待融合源图像进行多尺度、多方向稀疏分解,分别获取低频和一系列高频子带图像。通过空间频率和局部能量确定融合后的低频子带系数,利用边缘检测算子直接获取高频子带图像中的细节和边缘信息,并采取NSST反变换得到最终融合结果图像。仿真实验结果表明,同现有的几种经典算法相比,本文提出的方法获得的结果图像拥有更清晰的视觉效果、更理想的客观指标效果以及更高的算法运行效率。     

基于非亚采样Contourlet和SWT的多光谱图像和全色图像的融合算法

该文研究了多尺度几何分析工具非亚采样Contourlet变换(NSCT),提出一种新的全色图像和多光谱图像融合的方法。该方法首先对全色图像和进行过IHS变换的多光谱图像的亮度分量进行NSCT变换,对于二者的低频近似系数再进行平稳小波变换(SWT)并融合,进一步提高融合图像的空间信息量,对于高频细节系数,采用基于局部平均梯度的方法进行融合,经过逆NSCT得到融合图像。实验结果表明,该文提出的方法在保留多光谱图像的光谱信息的同时,增强了融合图像的空间细节表现能力,提高了信息量,并且优于传统的基于IHS变换、小波变换、双树复小波变换及Contourlet变换的融合方法,该方法是有效可行的。     

Contourlet变换耦合特征投票的遥感图像融合算法

为了解决图像系数融合问题,设计了基于非下采样Contourlet变换与特征投票机制的遥感图像融合算法。采用色相饱和度(HSV)变换从多光谱图像中提取其亮度成分。随后,对该亮度成分与全色图像进行非下采样Contourlet变换,以计算相应的高频、低频系数。再建立特征投票机制,完成低频系数的融合。通过构造高频系数融合规则,获取融合高频系数。最后,对融合系数进行处理,生成融合图像。实验结果显示,所设计算法具有更好的光谱特性以及清晰度。     

一种改进的SAR与可见光图像融合算法

针对现有SAR与可见光遥感影像融合算法的计算复杂度较高,细节信息保留较差等问题,提出了一种NSST-IHS结合自适应PCNN改进的融合算法。该方法先利用IHS 变换提取可见光图像的亮度分量I,并将得到的亮度分量I与SAR图像分别进行NSST变换;然后,针对低频子带分量采用方向信息即空间频率和平均梯度自适应调整PCNN的外部刺激与链接强度;高频子带分量上运用改进的拉普拉斯能量和(SML)的融合规则;最后,运用逆 NSST变换和逆IHS变换得到最终融合图像。实验表明,本文算法所得融合图像比传统算法在视觉效果方面提升明显,光谱信息及线性结构特征得到更多保留、各类评价指标上比传统算法要更好。     

基于NSST变换与自适应PCNN的多特征遥感图像融合

针对基于NSCT变换的遥感图像融合算法存在计算复杂度高,细节表现能力不足的问题,本文提出了一种基于NSST变换与自适应PCNN的多特征遥感图像融合算法。首先,利用HSV变换提取MS图像的亮度分量V,并将得到的亮度分量V与PAN图像分别进行NSST变换;其次,对于低频子带,提出了一种基于自适应的PCNN融合规则,将空间频率和区域平均梯度分别作为PCNN的外部激励和链接强度;对于高频子带,采用基于多特征的融合规则;最后,进行逆NSST变换和逆HSV变换得到融合图像。仿真实验表明,该算法与一些经典的融合算法相比不仅可以提高图像融合质量,在视觉效果和客观指标上也都有良好的表现。     

基于NSST和自适应稀疏表示的紫外光与可见光图像融合

针对紫外成像仪中紫外光图像与可见光图像的灰度值特点及传统的图像融合方法在图像融合时存在紫外光斑信息丢失的问题,提出一种基于非下采样剪切波变换(NSST)和自适应稀疏表示的紫外光与可见光图像融合方法。首先用NSST变换分解源图像,得到低频子带系数和高频子带系数;然后采用邻域标准偏差取大的融合规则融合低频子带系数,生成近似融合图像;根据自适应稀疏思想指导高频子带系数的融合;最后通过逆NSST变换重构得到融合图像。实验结果表明,该方法在保留可见光背景信息的基础上,很好地融合了紫外光斑信息,改善了图像的主观视觉质量,在客观评价指标上也有所提高。     

NSST域内结合UDWT与PCNN医学图像融合算法

为了进一步突出医学融合图像的细节信息,提升 清晰度,本文提出NSST域内结合UDWT与PCNN医学图 像融合算法。首先,将两幅源图像分别通过NSST 进行分解,获得相应的低频和高频子带。 在低频融合规则中, 采用UDWT将低频子带进一步分解为能量子带与细节子带,进一步利用PCNN融合这两幅源图 像对应的低频能量 子带;利用区域能量和融合这两幅源图像的低频细节子带,再应用逆UDWT融合低频细节子 带和能量子带。其次, 在高频融合规则中,采取UDWT分别将A和B两幅源图像对应的高频子带进一步分解为高频 能量子带与高频细节 子带,再根据拉普拉斯能量和与区域能量和的组合,获取融合后的高频子带。最后,利用逆 NSST获取融合图像。 实验证明,本文提出的算法与现有主流算法相比,实验结果在视觉效果和客观指标方面均具 有较大优势。     

Practical remote sensing image fusion method based on guided filter and improved SML in the NSST domain

Due to the different characteristics of image modality, the panchromatic (PAN) and multispectral (MS) images include complementary and redundancy information in the spatial and spectral resolutions. Image fusion is an effective way to integrate the source PAN and MS images to obtain high-resolution MS image. In this paper, a novel remote sensing image fusion scheme in non-subsample Shearlet transform (NSST) domain is presented. An enhancement strategy is designed to solve the insufficiency of spatial detail in multiresolution analysis (MRA)-based methods after the intensity–hue–saturation (IHS) color space transform. Then, in the NSST fusion process, a guided filter-based low-frequency coefficient fusion rule and an improved sum-modified-Laplacian (SML)-based high-frequency coefficient fusion rule are proposed. The final fused image can be obtained through the inverse NSST transform and inverse IHS transform. Two different groups of satellite dataset are utilized to evaluate the fusion performance. The experiment results demonstrate that the proposed approach can achieve more spatial details and less spectral distortion compared with the existing methods regarding both the visual quality and the objective measurements.     

基于PCNN图像分割的医学图像融合算法北大核心CSCD

为充分提取源图像间的互补信息,改进传统的图像融合算法在亮度维持、能量保留、边缘信息保持等方面的不足,本文提出了基于脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network, PCNN)图像分割的医学图像融合算法。该算法综合了非下采样剪切波变换(non-subsampled shearlet transform, NSST)与PCNN。首先,选取标准差较大的源图像作为被分割图像,标准差较小的源图像作为参照图像,将源图像进行NSST分解,获取源图像低频子带系数和高频子带系数;在低频融合中,利用参数自适应的PCNN对被分割图像的低频子带进行分割,根据分割结果获取融合低频子带系数;在高频融合中,采用以区域能量和与拉普拉斯能量和两者的乘积作为判断函数,获取融合高频子带系数;利用NSST逆变换获取融合图像。最后,应用本文提出的算法,对脑萎缩、急性中风和高血压性脑病等3组电脑断层扫描/磁共振成像(computerized tomography/magnetic resonance imaging, CT/MRI)图像进行了融合仿真,并将仿真结果与2018年后国际刊上提出的5种算法的融合图像进行比较。结果表明,应用本文提出的融合算法得到的图像,有效地增强了不同模态间的信息互补,保持了融合图像与源图像具有相同明亮程度,又保留了源图像低亮度部分的边缘信息,更加符合人眼视觉特性,具有更高的客观评价指标。     

基于NSST和高斯混合模型的医学图像融合算法

提出了一种基于非下采样剪切波变换（Non-subsampled shearlet transform, NSST）和高斯混合模型的医学彩色图像融合算法。首先将彩色图像转换到HSI颜色空间,提取其色度分量图像、饱和度分量图像和强度分量图像;然后对强度分量图像和MRI图像进行NSST变换,其中低频系数采用基于区域系数改进拉普拉斯能量和（Sum-modified-Laplacian,SML）加权的融合规则,高频系数采用高斯混合模型估计参数取大的融合规则;对融合后的系数进行NSST逆变换重构融合后的强度分量图像;最后将融合后的强度分量图像与色度分量图像、饱和度分量图像混合得到融合后的HSI图像,再将HSI图像转换到RGB颜色空间得到融合后的彩色图像。仿真实验表明,该算法在视觉效果和客观评价指标上具有更好的融合效果。     

基于NSST-DWT-ICSAPCNN的多模态图像融合算法

为了增加融合图像的信息量,结合非下采样剪切波变换（Non-Subsampled Shearlet Transform, NSST）和离散小波变换（Discrete Wavelet Transform, DWT）的互补优势,提出了改进的多模态图像融合方法。采用NSST对两幅源图像进行多尺度、多方向的分解,得到相应的高频子带和低频子带;利用DWT将低频子带进一步分解为低频能量子带和低频细节子带,并利用最大值选择规则融合能量子带;采用改进连接强度的自适应脉冲耦合神经网络（Improved Connection Strength Adaptive Pulse Coupled Neural Network, ICSAPCNN）分别融合细节子带和高频子带,并对能量子带和细节子带进行DWT逆变换,得到融合的低频子带;采用NSST逆变换重构出细节信息丰富的融合图像。实验证明,提出的算法在主观视觉和客观评价方面均优于其他几种算法,且能同时适用于红外与可见光源图像、医学源图像的融合。     

基于非下采样Shearlet变换与压缩感知的图像融合

针对非下采样剪切波变换(NSST)分解后图像的高频系数数据量较大且具有较大稀疏性的问题,本文提出一种基于NSST和压缩感知(CS)的图像融合算法。算法首先采用NSST对源图像进行分解;其次利用CS算法将NSST分解后的图像的高频系数进行压缩、融合及重构;然后利用"局部区域能量和局部区域方差"联合指导待融合图像的低频系数的融合;最后利用NSST逆变换重构融合图像。由于只需要对高频系数的压缩值进行融合,因此算法可以在不影响图像融合效果的同时加快代码的运行速度。仿真实验表明,该算法不需要原图像的先验知识就可以完成图像的融合,当图像的尺寸较大时,该算法牺牲了微小的融合图像质量,但却可以显著提高算法的运行速度,减小代码的时间代价,降低对硬件系统的要求。该算法对于融合系统的实时性要求提供了一种思路,具有较大的应用价值。     

基于非下采样剪切波变换的红外与可见光图像融合

由于传统稀疏表示(SR)冗余字典单一,脉冲耦合 神经网络(PCNN)模型参数设置复杂,为了解决上述问题,提 出了基于非下采样剪切波变换(NSST)的红外与可见光图像融合算法。该算法首先通过NSST将 源图像分解成低频子 带和高频子带。然后,使用自适应稀疏表示(ASR)模型进行NSST域低频部分稀疏系数的融合 ;同时,采用参数自适 应脉冲耦合神经网络(PA-PCNN)模型融合相应的高频部分。最后,对融合后的低频和高频波 段进行NSST反变换,重 建得到融合结果图。实验结果表明:该算法解决了传统SR模型的“块效应”问题,克服了PC NN模型中自由参数的设置难点,在主观视觉和客观评价上均优于现有算法。