多传感器图像融合应用评述

近几年，图像融合成为一个热门研究领域，图像融合是多测度空间综合处理多源图像和图像序列的技术，通过融合处理，综合运用多源信息，得到性能比任一源图像好的图像，以便于图像的后续处理和更好地满足应用要求。从信息处理的层次上图像融合要分为：信号层图像融合，像素层图像融合，特征层图像融合和符号层图像融合。比较了不同层次图像融合算法的特点，讨论了红外图像，可见光图像，多普图像，雷达图像等的融合问题，给出了一个应用实例，并对图像融合的发展进行展望。     

基于结构纹理分解的红外与可见光图像融合算法

针对红外与可见光图像融合中存在的热目标信息丢失、边缘结构模糊、细节损失等问题，提出一种多层分解的图像融合算法。首先使用结构纹理分解将源图分解为细节层和结构层，对细节层使用基于结构相似性和L2范数的融合规则融合并增强；然后提出一种结构均值法，将结构层分解为亮度层和基础层，对亮度层使用绝对值取大融合，对基础层设计了一种基于多指标的融合规则进行融合；最后重构各子融合图像得到最终融合图像。为验证算法的有效性，与9种红外与可见光图像融合算法进行对比，使用空间频率、平均梯度、边缘强度、方差、视觉保真度、基于人类视觉感知的指标和信息熵7种客观图像评价指标，在前5种指标上分别取得27.4%、36.5%、38.2%、8.5%和23.5%的提升。实验结果表明，本文算法在有效保留红外热目标的同时较好地保留了边缘结构和纹理细节，且在客观评价指标上取得了更好的效果。     

基于引导滤波二尺度分解的红外与可见光图像融合

为了降低多尺度分解融合算法的复杂性，并提高融合图像适应人类视觉特点，本文提出一种基于引导滤波二尺度分解的红外与可见光图像融合的方法。首先利用引导滤波对可见光图像实施增强的图像预处理，然后利用引导滤波将源图像分解为基础层和细节层。在细节层的融合规则中我们采用能量保护和细节提取的方法，最后将融合后的细节层与基础层合成融合结果。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。本文最后还讨论了可见光图像增强对融合方法的影响：从实验数据可知，增强可以提升融合效果，但在图像融合中融合方法才是关键。     

基于引导滤波二尺度分解的红外与可见光图像融合

为了降低多尺度分解融合算法的复杂性，并提高融合图像适应人类视觉特点，本文提出一种基于引导滤波二尺度分解的红外与可见光图像融合的方法。首先利用引导滤波对可见光图像实施增强的图像预处理，然后利用引导滤波将源图像分解为基础层和细节层。在细节层的融合规则中我们采用能量保护和细节提取的方法，最后将融合后的细节层与基础层合成融合结果。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。本文最后还讨论了可见光图像增强对融合方法的影响：从实验数据可知，增强可以提升融合效果，但在图像融合中融合方法才是关键。     

基于随机游走算法的红外与可见光图像融合

红外与可见光图像融合可有效弥补单一传感器的不足,生成视觉效果更好、清晰度更高的融合图像.基于多尺度分解的融合方法在设计融合两幅图像的细节层与基本层的融合规则时,往往仅考虑细节层和基本层中的单尺度信息,易造成融合图像包含的有效特征较少.针对此问题,提出了一种基于随机游走算法的融合规则来融合基本层和细节层,该融合规则从两幅显著图中估计出一幅具有多尺度信息的显著图用于基本层和细节层的融合,可将每层中的多尺度信息有效地融合到输出图像中,从而使融合图像更有益于人眼观察.     

基于随机游走算法的红外与可见光图像融合

红外与可见光图像融合可有效弥补单一传感器的不足,生成视觉效果更好、清晰度更高的融合图像.基于多尺度分解的融合方法在设计融合两幅图像的细节层与基本层的融合规则时,往往仅考虑细节层和基本层中的单尺度信息,易造成融合图像包含的有效特征较少.针对此问题,提出了一种基于随机游走算法的融合规则来融合基本层和细节层,该融合规则从两幅显著图中估计出一幅具有多尺度信息的显著图用于基本层和细节层的融合,可将每层中的多尺度信息有效地融合到输出图像中,从而使融合图像更有益于人眼观察.     

基于显著性检测与MDLatLRR分解的红外与可见光图像融合

针对红外与可见光图像融合过程中细节信息的缺失、融合结果对比度较低等问题,提出一种基于显著性检测与多层潜在低秩表示的红外与可见光图像融合方法。首先,使用基于显著性检测的方法对红外与可见光图像进行预融合;然后,使用多层潜在低秩表示方法依次将红外图像、可见光图像和预融合图像分解为低秩层和细节层;其中细节层采用结构相似性和L2范数相结合的方法进行融合,低秩层使用基于能量属性的方法进行融合;最后,将低秩层和细节层的融合结果重构便得到最终的融合图像。文中将该方法与11种具有代表性的图像融合方法进行了评估比较,通过对比多组融合图像的主客观评价,其结果表明,相较于对比方法,本方法能够保留红外与可见光图像融合过程中源图像的有效细节,且融合结果具有较高的对比度,更符合人们的视觉理解。     

一种结合结构与能量信息的全色与多光谱图像融合方法

分量替换是遥感图像融合中的一种经典方法，其具有良好的空间保真度，但容易产生光谱失真，为此本文提出一种结合结构与能量信息的全色与多光谱图像融合方法。方法首先通过超球面颜色空间变换分解多光谱图像的空间和光谱信息。其次，通过联合双边滤波引入了两层分解方案。然后，将全色图像和强度分量分解为结构层和能量层。最后，提出结构层通过邻域空间频率策略融合，强度分量的纯能量层用作预融合图像的能量层。强度分量定义颜色的强度，通过将预融合结构层与强度分量的能量层结合，可以有效地结合源图像的空间和光谱信息，从而减少全色锐化图像的光谱失真。本文在Pléiades和QuickBird数据集上进行大量实验，并对实验结果进行定性和定量分析，结果表明所提方法与现有先进方法相比具备一定优越性。     

基于视觉神经动力学的图像融合与处理技术若干新进展

介绍了基于视觉模型的多传感器多波段图像融合技术研究动态及其新进展,其中包括 了应用响尾蛇双模式细胞机理构造符合人类颜色视觉的图像彩色融合技术发展动态、突出优势和前景展望,简述了神经网络技术在图像数据层、特征层、决策层融合技术及融合前处理中应用的若干新进展。     

多光谱图像融合中小波分解层数研究

首先根据小波变换原理,采用Db9小波基函数,对多组多光谱图像分别进行1～5层小波分解,然后根据小波逆变换原理对系数融合后的图像进行逆变换,得到不同小波分解层的融合图像.最后,利用图像质量评价方法信息熵、标准差、互信息、以及图像融合质量综合评价方法等,对不同分解层下的融合图像进行了评价.实验结果表明:小波变换在一层小波分解时,图像融合效果最佳.     

基于显著导向的可见光与红外图像融合算法

为了克服当前较多可见光与红外图像融合方法主要利用图像能量特征来融合图层内容,忽略了图像的显著信息,导致融合图像中存在对比度较低等不足,本文以图像的显著信息为导向来融合可见光与红外图像.首先,借助L0和L1范数来设计平滑变换,对可见光与红外图像进行分解,获取边缘等特征保持较好的基础层和细节层.然后,利用频率调谐(FT)方...     

一种基于小波多尺度边缘检测的图像融合算法

该文提出了一种新的基于多尺度边缘检测的小波图像融合方法,是一种利用图像边缘特征的小波图像融合方法,融合过程利用了图像的多尺度边缘信息。为了更好地保持图像的边缘,该文在图像融合过程中将图像去噪与边缘检测相结合。提出了一种物理意义明确的小波最佳分解层数的确定方法。利用统计分析的评判准则,如熵、标准偏差等,评价二维多聚焦图像不同小波分解层的融合效果,表明该方法提高了图像的熵和标准偏差的值,算法效果良好。     

基于拉普拉斯金字塔变换的图像融合算法研究

阐述了基于拉普拉斯金字塔变换的图像融合原理和方法：首先对源图像分别进行拉普拉斯金字塔分解,然后对分解后的各层图像采用不同的融合准则进行融合,最后,对融合金字塔做拉普拉斯金字塔反变换得到最终的融合图像。通过对可见光与红外图像的融合结果分析,实验结果表明,该算法能得到具有更多有用信息的高对比度的融合图像。融合效果良好。     

Shearlet变换耦合细节强化因子的遥感图像融合算法

为克服当前较多遥感图像融合方法存在间断以及吉布斯现象,本文利用像素点间灰度以及梯度信息,设计了一种采用非下采样Shearlet变换(NSST)耦合细节强化因子的图像融合方法。将多光谱(MS)图像经过强度-色调-饱和度(IHS)变换,分离出强度成分。随后,借助 变换处理强度成分与全色(PAN)图像,获取对应的高频和低频系数。以强度成分对应的低频系数为依据,通过图像的空间频率特性计算加权系数,将PAN图像的低频系数植入到强度(I)成分对应的低频系数中,融合低频系数。采用像素点间灰度以及梯度信息,构造细节强化因子,融合高频系数。最后,采用IHS和NSST反变换重构这些融合系数,获取融合结果。实验结果显示：较当前融合技术,所提算法拥有更为理想的融合效果,具有更高的互信息值和更低的光谱偏差度值。     

一种多光谱红外舰船图像多级融合方法

针对复杂背景下多光谱红外舰船目标图像融合问题,根据不同谱段中目标与背景,杂波光谱特性的差异性,结合杂波产生随机性特点和不同谱段信息的相关性,提出了一种红外多谱段图像多级融合算法。首先根据不同谱段信息相互间关系进行融合分级,然后对同一级中图像分别进行NSCT分解,再采用基于局部能量比和基于局部能量加权的方法进行低频系数融合,采用基于尺度方差选大法进行高频系数融合,最后通过NSCT重构得到融合图像。实验结果表明,本文提出的多级融合算法有效保留目标细节信息,增加信息量,利于目标检测。     

A modified statistical approach for image fusion using wavelet transform

The fusion of images is an important technique within many disparate fields such as remote sensing, robotics and medical applications. For image fusion, selecting the required region from input images is a vital task. Recently, wavelet-based fusion techniques have been effectively used to integrate the perceptually important information generated by different imaging systems about the same scene. In this paper, a modified wavelet-based region level fusion algorithm for multi-spectral and multi-focus images is discussed. Here, the low frequency sub-bands are combined, not averaged, based on the edge information present in the high frequency sub-bands, so that the blur in fused image can be eliminated. The absolute mean and standard deviation of each image patch over 3 × 3 window in the high-frequency sub-bands are computed as activity measurement and are used to integrate the approximation band. The performance of the proposed algorithm is evaluated using the entropy, fusion symmetry and peak signal-to-noise ratio and is compared with recently published results. The experimental result proves that the proposed algorithm performs better in many applications.     

Fusion algorithm for multisensor images based on discrete multiwavelet transform

The authors review the notion of multiwavelets and describe the use of the discrete multiwavelet transform (DMWT) in image fusion processing. Multiwavelets are extensions from scalar wavelets, and have several advantages in comparison with scalar wavelets. Multiwavelet analysis can offer more precise image analysis than wavelet multiresolution analysis. A novel fusion algorithm is presented for multisensor images based on the discrete multiwavelet transform that can be performed at pixel level. After the registering of source images, a pyramid for each source image can be obtained by applying decomposition with multiwavelets in each level. The multiwavelet decomposition coefficients of the input images are appropriately merged and a new fused image is obtained by reconstructing the fused multiwavelet coefficients. This image fusion algorithm may be used to combine images from multisensors to obtain a single composite with extended information content. The results of experiments indicate that this image fusion algorithm can provide a more satisfactory fusion outcome.     

贝叶斯融合在SAR图像分类中的应用

本文研究将数据融合理论用于SAR图像分类.通过贝叶斯理论进行多通道SAR图像测量级数据融合,充分利用像素的从属信息并获得单通道分类无法获取的分类结果,有效保留各通道有用信息并抑制图像中的斑点噪声;针对贝叶斯融合涉及到的先验概率的问题采用两种方式进行先验概率估计,对估计引起的马赛克现象提出了三种解决方法;并提出三种先验概率融合方法,比较得出相对最优的SAR图像多通道分类方案.     

多聚焦图像融合中最优双树复小波分解层数的选择

采用具有近似平移不变性和方向选择性的双树复小波变换对多聚焦图像进行多分辨率分析与重构,是一种高效的融合方法。然而,分解层数的选择是影响该算法性能的重要因素之一。本文提出了一种基于信息熵、互信息量、边缘融合质量和加权融合质量等融合质量评价指标确定最优分解层数的方法。实验结果表明,不同的原始图像用同种融合算法分解重构,最优分解层数不一定相同;相同的原始图像用不同的融合算法分解重构,最优分解层数也不一定相同。因此,只有综合考虑多种代表性的评价指标,才能确定最优分解层数。     

基于双层次决策规则的红外与可见光图像融合

针对传统可见光和红外图像融合方法存在融合图像中缺失方向性信息和各向异性信息的问题,提出了一种基于双层次决策规则的红外与可见光图像融合方法。该方法将各向异性扩散(Anisotropic Diffusion,AD)和极值规则进行融合,首先通过AD滤波器将每个输入的源图像分解为近似层和细节层。然后将双层次融合决策规则分别应用于细节层和近似层,以保留光谱信息和结构信息,最后使用结构相似性指数(SSIM)、平均梯度(AG)和信息熵(IE)对融合图像的图像质量进行评估。实验结果表明,相比现有其他图像融合方法,所提方法的融合图像中具有更多的信息并有效减少了伪影现象,验证了所提出方法的有效性。