非下采样Shearlet变换耦合边缘制约的遥感图像融合算法

为了解决当前遥感图像融合算法因忽略了区域中像素点的边缘特征而导致融合图像中存在块效应以及模糊效应的不足,在非下采样Shearlet变换的基础上,设计了基于边缘制约模型的遥感图像融合算法。首先,将多光谱(MS)图像经过IHS分解,提取相应的亮度分量。然后,通过非下采样Shearlet变换,将全色(PAN)图像与亮度分量进行分解,获取各自的高频系数与低频系数。再通过图像的空间频率特征,建立低频系数的融合函数,对低频系数进行融合。并利用图像的区域平均梯度特征与图像区域中像素点的边缘能量特征,构造了边缘制约模型,对高频系数进行融合。最后,将融合后低频系数、高频系数经非下采样Shearlet逆变换和IHS逆变换,获取融合图像。实验结果显示,与当前遥感图像融合方法相比,所提算法的融合图像具有更高的清晰度,更好地保持了图像的光谱特性,消除了块效应以及模糊效应。     

基于非下采样Shearlet变换耦合导向法则的多聚焦图像融合算法

为了克服当前较多图像融合算法主要是通过取大法来完成图像系数的融合,忽略了图像间的关联性,导致融合图像中含有间断及振铃现象等缺陷,设计了基于非下采样Shearlet变换耦合导向法则的多聚焦图像融合算法。首先,引入非下采样Shearlet变换(NSST),对多聚焦图像进行计算,求取图像的不同系数。再利用图像的区域能量、标准差以及空间频率特征,对图像的关联性进行度量,并将度量结果作为选择融合规则的导向信息,通过构造导向法则来完成低频系数融合。在高频系数融合时,利用图像的均值特征以及Laplacian能量特征,分别对图像的亮度以及边缘信息进行度量,以实现高频系数的融合。以电路板与仪表盘为样本数据进行测试,结果显示,与当下融合算法相比,本文算法具有更高的融合效果,其输出图像具有更大的通用图像质量指标与平均梯度值。     

基于二代Curvelet变换与近似度制约规则的遥感图像融合算法

为了提高遥感图像的融合质量,消除模糊与不连续效应,设计了基于二代Curvelet变换与近似度制约规则的遥感图像融合算法。通过HSV变换对多光谱图像进行分解,获取其亮度子图。引入二代Curvelet变换,对全色图像与亮度子图进行精细分解,求取图像的高频与低频系数。利用图像的对角信息改进空间频率模型,求取全色图像低频系数的注入因子,并将全色图像的低频系数注入到亮度子图对应的低频系数中,获取融合低频系数。利用结构相似度模型对不同高频系数进行近似度测量,建立近似度制约规则,获取融合高频系数。通过对融合系数实施Curvelet和HSV反变换,获取融合的遥感图像。实验结果表明,较已有的遥感图像融合方法而言,所提方法具有更好的融合质量,包含了更多的光谱与空间信息。     

基于非下采样 Contourlet 变换耦合特征选择 机制的可见光与红外图像融合算法

为了克服当下较多可见光与红外图像融合方法因忽略了光谱特征而导致融合图像存在光谱扭曲、目标内容显著度较差等不足,提出了非下采样Contourlet变换(nonsubsampled contourlet transform, NSCT)耦合特征选择机制的图像融合算法。首先,通过NSCT对可见光与红外图像计算,分离出其不同图像系数。然后,利用信息熵函数,度量图像所含信息量的丰富度,以形成低频系数的融合系数,得到富含红外目标等丰富信息的融合低频系数。采用像素点的邻点信息,度量图像的清晰度特征,并引入均值函数,度量图像的光谱特征,再联合图像的清晰度特征,构造特征选择机制,从图像中选择理想的高频系数融合函数,获取兼顾细节特征和光谱特征的融合高频系数。最后,通过实验结果发现,较现有的融合算法而言,所提算法拥有更好的融合质量,更好地保持了图像的光谱特征,且目标内容显著。     

基于IHS变换与自适应区域特征的遥感图像融合算法

当前较多遥感图像融合算法主要通过独立像素点的像素特征来完成图像子带的融合,忽略了图像子带的区域相关性,导致融合图像存在不连续以及模糊效应等不足。因此,设计了IHS变换耦合自适应区域特征的遥感图像融合算法。引入IHS(intensity, hue, saturation)变换,对多光谱(MS)图像进行分解获取强度分量,将其与全色(PAN)图像进行融合。再通过非下采样Contourlet变换(NSCT)对PAN图像与强度分量进行子带分解,获取高、低频子带信息。并利用图像的区域能量以及区域空间特征,对低频子带融合模型的调节因子进行自适应整定,使得融合低频子带能够包含更多的空间信息。基于图像的区域方差特征来构建高频子带融合模型,使得融合高频子带能够包含更多的纹理信息。实验结果表明,与当前遥感图像融合算法相比,所提算法的融合图像具有更好地光谱特性以及空间特性。     

基于非下采样轮廓波变换耦合对比度特征的 遥感图像融合算法

为了解决当前较多遥感图像融合方法忽略了图像的对比度特征,使得融合图像存在振铃效应等问题,设计了基于非下采样轮廓波变换耦合对比度特征的遥感图像融合算法。引入HSV(hue,saturation,value)色彩模型,提取出多光谱(MS)图像的V因子。借助非下采样轮廓波变换(NSCT),计算出V因子与全色(PAN)图像的不同系数。随后,利用傅里叶变换来求取图像的显著性因子,并将其与图像的区域能量特征相结合,形成低频系数融合规则,实现低频信息的融合。通过利用图像的标准差信息对图像的对比度特征进行度量,并将其与图像的平均梯度信息相结合,形成高频系数融合规则,实现高频信息的融合。最后,通过逆NSCT对其进行重构,以更新V因子。将更新后的V因子,联合MS图像的H因子和S因子,通过逆HSV色彩模型进行重构,得到融合结果。通过实验发现,较当前遥感图像融合技术而言,所提算法的融合图像具备更高的光谱相关系数值以及信息熵值。     

基于非下采样 Contourlet 变换耦合能量相似制约的 遥感图像融合算法

为了克服当前遥感图像融合方法存在的块现象和光谱扭曲等问题,引入了非下采样Contourlet变换(nonsubsampled contourlet transform,NSCT),设计了一种通过能量相似制约的遥感图像融合算法.利用HSV(hue,saturation,value)变换来处理多光谱(multi-spect...     

基于复Shearlet变换耦合改进引导滤波的图像融合算法

为了提升图像融合性能,更好保留源图像信息和提高图像的空间连续性,抑制伪Gibbs效应,通过结合复Shearlet变换(CST)与引导滤波器(GF)的优点,定义了一种新的图像融合方案。首先,通过双树复小波变换(DTCWT)与Shearlet变换,构建了具有平移不变性的CST,利用CST对图像分解,输出低频、高频系数;对于低频系数,利用双尺度引导滤波融合,根据邻域像素之间的强相关性来进行权重优化,提高图像的空间连续性;而对于高频系数,利用改进的Laplacian能量和与引导滤波进行融合;最后,通过逆CST技术来获取融合图像。实验表明,与当前常用图像融合算法比较,对于LIVE数据集中任意尺寸为256×256像素的2幅多聚焦灰度图像(同一场景的左、右聚焦各一幅)而言,当Shearlet变换层数为4时,所提算法具有更好的融合视觉效果与客观评价,可较好地保留源图像的信息,且提高了融合图像的空间连续性,其融合图像的熵值、互信息以及边缘强度值更大,分别为5.97、5.88与0.72。     

结合NSCT与插值的图像超分辨率重建

针对传统超分辨率重建算法中存在的不足,提出一种基于非下采样轮廓波变换(NSCT)和插值的单幅图像超分辨率重建算法。首先对低分辨率图像进行NSCT变换处理,将得到的低频子带及高频子带系数分别进行软判决自适应插值和三次样条插值,再对三次样条插值后的高频系数进行形态学增强。对插值后的低频子带进行稀疏表示,通过香农熵取大的融合规则进行融合;对于高频子带,采用一种运用子带系数的空间频率、梯度指标信息,并与高斯隶属函数相结合的自适应融合规则进行融合。最后对融合后的系数进行NSCT逆变换得到重建图像。实验结果表明,该算法无论在主观视觉效果和峰值信噪比、结构相似性等客观指标上均优于其他经典的重建算法,进而验证了该算法的有效性。     

W变换和NSCT相结合的多聚焦图像融合方法

图像的多尺度分解技术和融合规则是决定多聚焦图像融合效果的关键因素。k次W系是一类以k次多项式和k次分段多项式为基函数的新的混合正交函数系统,对应的W变换是一种具有正交性和精确重构性的有效多分辨分析工具。结合W变换的多尺度特点和非子采样方向滤波器组变换的多方向性,提出了一种新的基于W变换和非子采样方向滤波器组(NSDFB)的多尺度多方向变换。该变换利用W变换对图像进行多尺度分解,利用二维NSDFB对W分解的高频子带系数进行方向分解,得到不同尺度不同方向的子带图像。在此基础上,提出了一种新的多聚焦图像融合算法。该算法针对多聚焦图像高频系数的特点,改进了常用简化脉冲耦合神经网络算法,并将其用于高频系数的融合规则中。实验结果表明,提出的融合方法能够有效地选择源图像中的聚焦良好区域,抑制伪影信息,产生视觉效果更好的融合图像,且在标准差、信息熵、平均梯度和空间频率等客观评价指标上都优于传统的基于Contourlet变换、非下采样Contourlet变换、离散小波变换的融合方法。     

基于剪切波变换的SAR图像舰船检测

针对强噪声背景下合成孔径雷达图像中舰船检测困难的问题,提出了基于剪切波(Shearlet)变换舰船检测方法。首先利用Shearlet变换分解原图像;然后根据Shearlet高频系数在目标区域和背景区域具有不同的表现性质,将多方向多尺度的Shearlet系数进行融合,实现了噪声抑制和舰船目标增强;最后采用阈值方法分割出舰船目标。实测SAR图像数据的实验表明,所提出的检测方法在强噪声背景下,相对于传统恒虚警率方法和基于小波加强的方法,能够达到较高的检测概率和较低的虚警率。     

区域清晰度的小波变换图像融合算法研究

针对图像传感器景深限制而产生的多聚焦图像融合问题,提出了一种基于区域清晰度的小波变换图像融合算法,通过比较不同原图像小波变换子图各像素邻域间的清晰度指标,提取不同尺度的细节信息构建全景聚焦图像,以消除传统空域融合方法因采用单一融合尺度而产生的块效应现象。该算法首先对多个原图像采用小波变换进行多尺度分解;然后针对低频子图,以像素邻域内的点锐度和作为融合度量来获得低频融合系数,对于高频子图,根据像素邻域内的拉普拉斯算子之和进行融合,以减少局部噪声对于清晰度运算结果的影响;最后通过小波逆变换获得融合图像。实验结果表明,这种基于区域清晰度的融合方法要优于其他常用算法,减少了人工融合痕迹,融合效果好。     

基于拉普拉斯分解耦合亮度调节的可见光与红外图像融合算法

为了解决当前较多可见光与红外图像融合方法的融合结果中的目标信息不突出等问题,引入拉普拉斯分解机制,采用 图像的亮度特征来融合可见光与红外图像。 借助拉普拉斯分解方法,对输入图像进行分层,求取不同的图层信息。 并利用图像 的均值特征,计算图像的亮度信息,对低频图层的融合权值进行自适应调整,从而得到一个目标信息完整度较高的融合低频图 层。 基于图像的空间频率特征,对高频图层所含的细节丰富度进行评估,以获取一个细节丰富的融合高频图层。 再利用拉普拉 斯逆分解方法,对低、高频图层完成融合。 实验数据显示,较已有的融合算法而言,所提算法的融合结果更能突出目标信息,具 备更为丰富的细节特征。     

基于邻域方差加权平均的小波图像融合

提出了一种基于邻域方差加权平均的小波图像融合方法.利用离散小波变换分别将两幅源图像进行多尺度分解,再用不同的小波系数特征指导高频分量和低频分量的小波系数的融合.低频分量采用简单的加权平均法,高频分量采用邻域方差加权平均法,最后根据融合图像的各小波系数重构融合图像.实验表明不论从主观感受,还是采用信息熵和交叉熵作为评价标准,该方法都优于像素级融合方法.     

基于小波对比相关性及加权因子的图像融合算法

以小波方向对比度或图像局部特征作为判据的图像融合算法均有较好的效果.本文综合上述两个方面的因素,并定义了高频加权因子,提出了一种新的基于小波方向对比度相关性和高频加权因子的融合算法.该算法首先提取小波系数用以计算高频系数的方向对比度,而后计算相关度并构造加权系数,最后利用加权系数和高频加权因子重新得到融合图像的小波系数进行反变换,重构融合图像.经多聚焦图像的融合实验表明:该算法比本文提及的另外3种算法更为有效.     

基于NSST的改进最大最小滤波与DCT-LSF的多聚焦图像融合

针对图像采集传感器的景深有限,导致采集图像的局部区域产生的失焦现象,本文提出了一种新的多聚焦图像融合算法。在NSST的框架下,对低频子带分解系数采用基于离散余弦变换(DCT)和局部空间频率(LSF)的融合规则;对高频子带分解系数则采用基于最大最小滤波结合平均滤波、中值滤波(MMAM)的融合规则;然后进行INSST重构获得融合图像。实验结果表明,与经典图像融合算法相比较,本文算法能有效融合图像的高低频子带信息,并在主客观评价方面都达到了较好的效果。     

基于插值与NSQCT域融合的图像超分辨率重建

为了提高图像的分辨率和较好地保留图像的细节信息,提出一种基于插值与非下采样四元数轮廓波变换(NSQCT)域融合相结合的单幅图像超分辨率重建算法。首先对源图像进行软判决自适应插值和三次样条插值;然后对两幅插值图像进行NSQCT分解,对于低频子带系数,提出了基于区域平均梯度、区域能量和S函数相结合的自适应加权融合规则;对于高频子带系数,提出了一种基于改进的拉普拉斯能量和与加权分析法相结合的融合规则;最后对融合系数进行NSQCT逆变换得到高分辨率重建图像。实验结果表明,本文方法在峰值信噪比、结构相似性及视觉效果上均优于一些经典的重建算法。     

基于NSST图像融合的变电站开关状态识别

针对变电站中开关状态图像识别易发生误判的问题,提出了一种基于非下采样剪切波变换(NSST)图像融合的变电站开关图像识别方法。该方法采用可见光和红外光双摄像模式,得到开关可见光图像和红外图像,根据两者的特点与互补特性,采用基于NSST的图像融合算法对可见光图像和红外图像进行融合,生成含有两种开关图像丰富细节信息和特征量的融合图像,采用改进加速稳健特征(SURF)算法对融合图像进行目标特征量提取和匹配,再采用基于混沌布谷鸟(CCS)算法的多阈值图像分割技术进行处理,最后基于霍夫变换得到开关臂和触点所在直线的斜率,根据两者角度差判别开关状态。仿真实验表明:所提方法对闭合与断开状态隔离开关的识别率分别为94.4%和100%,验证了所提方法的有效性。     

基于混沌Gyrator变换与离散小波变换的多图像光学同步加密算法

为了实现对多幅图像的同步加密,并改善密文的安全性,提出了基于混沌Gyrator变换与离散小波变换的多图像光学同步加密算法。首先,引入离散小波变换(DWT),对多幅明文实施分解,得到各自对应的低频与高频系数;再将所有明文的高频、低频信息分别组合为对应的映射图像;利用压缩感知(CS)方法,将高频映射图像分割为2个矩阵;借助复数理论,将其中一个矩阵与低频映射图像组合成复数图像;基于混沌Gyrator变换,对复数图像完成光学调制,得到对应的频谱;随后,采用相位截断操作来处理Gyrator频谱,获取幅度信息,并将其作为虚数,联合第二个感知矩阵,得到新的幅度复数图像;利用不同角度的Gyrator变换和新的调制掩码,通过光电装置,对幅度复数图像进行干涉,得到对应的Gyrator频谱。基于相位截断操作,保留Gyrator频谱的幅度成分,将其作为加密密文。实验结果显示,所提算法可以较好地完成多图像的同步加密,较其他光学加密技术而言,且其输出的密文具备更好的安全性。     

基于双树复Shearlet变换与改进PCNN的图像融合算法

为了克服双树复小波变换(dual tree complex wavelet transform,DTCWT)在图像融合中对方向选择性较差,难以很好地反映源图像的细节信息等不足,提出了一种新的双树复剪切波变换(dual-tree complex shearlet transform,DTCST)与自适应双通道脉冲耦合神经网络(adaptive dual-channel pulse coupled neural network,ADCPCNN)的图像融合方案。首先,利用形态学对源图像处理,对图像进行增强。再利用DTCST方法对增强图像完成分解,获得相应的低频、高频系数。然后,对于低频系数,定义了一种新的基于稀疏表示(sparse representation,SR)的融合规则。对于高频系数,利用边缘能量作为ADCPCNN外部输入,定义了一种ADCPCNN融合规则。最后,基于逆DTCST机制,输出融合图像。实验表明,与当前常用的图像融合方法比较,算法具有更高的融合视觉质量,所输出的图像更加清晰,较好保持了源图像的细节与纹理。