蚁群算法和Powell法结合的多分辨率三维图像配准

基于互信息的配准方法具有精度高,鲁棒性强的特点,成为近年来图像配准研究的热点.但基于互信息的目标函数存在许多局部极值,为配准的优化过程带来了很大的困难.该文提出了一种蚁群算法和Powell法相结合的多分辨率搜索优化算法.该算法以互信息作为相似性测度,采用基于小波变换的多分辨率策略,将蚁群算法与Powell法结合起来对三维的CT,MR图像进行了配准.实验结果表明,这种方法能够有效地克服互信息函数的局部极值,大大地提高了配准精度,达到亚像素级.     

采用改进梯度互信息和粒子群优化算法的红外与可见光图像配准算法

针对传统互信息图像配准容易产生局部极值,以及传统梯度互信息配准方法计算量大等问题,在互信息和梯度方法基础上构建了一种改进的梯度互信息方法,该方法直接统计梯度图像的互信息,有效地将图像梯度信息和灰度信息结合起来,不仅保证了配准精度,而且较传统梯度互信息方法减少了计算量。在参量优化的过程中,针对传统粒子群优化算法易陷入局部极值的缺点,提出了改进的粒子群优化算法,该算法在传统粒子群优化算法基础上引入混沌优化思想和遗传算法中的杂交思想,不仅能够有效抑制局部极值,而且加快了收敛速度。多种红外与可见光图像配准实验结果证明,文中提出的算法能够有效提高配准精度和速度。     

基于最大互信息的图像拼接优化算法

基于多分辨分析(MA)策略,提出了以图像最大互信息(MI)为匹配测度的图像拼接粒子群优化算法(OA-MI),使参数随图像的MI计算和多分辨率级数进行自适应调整,解决了灰度图像配准中由于目标函数容易陷入局部极值而造成的误匹配问题。实验证明,该方法能够有效地避免局部极值的影响,通过有限次寻优迭代即可找到最优配准变换,提高了图像配准的计算速度和图像拼接的质量。     

基于互信息与梯度融合的多源图像匹配技术研究

对红外和可见光探测器获取同一场景的两幅图像进行配准融合,可增强对场景图像的理解和分析.互信息由于包含两图像灰度的熵和联合熵,可用于计算两图像灰度信息的相关性,适于作为多源图像匹配的测度.互信息匹配无需对图像进行预处理,但是,作为一种统计型测度,互信息忽略了图像像素间的空间信息,易陷入局部极值而出现误匹配.为此,文章提出了一种融合梯度信息的配准方法,同时考虑了两图像间的灰度统计相关性和像元灰度的局部空间变化信息,提高了多源图像匹配的精度和鲁棒性.最后通过实际图像进行匹配试验,验证了算法的正确性和有效性.     

基于对齐度和互信息的红外与可见光图像配准

针对红外与可见光图像的特点,在此提出了一种结合边缘对齐度与互信息的图像配准方法。首先通过小波变换边缘检测得到红外与可见光图像的边缘图像,并将对齐度和归一化互信息自适应加权平均得到新的相似性测度函数,最终通过计算相似性测度函数的极值求得待配准图像间的变换参数。实验结果表明,该方法可减少配准所需的时间,具有更高的精确性和鲁棒性。     

基于粒子群优化与梯度下降法的多模图像配准

针对多模图像配准单纯使用粒子群优化(PSO)算法导致搜索速度慢这一现象,提出了结合PSO和梯度下降法的分步式搜索算法.以CT与MR图像配准为例,计算了使用互信息作为相似性测量时的配准函数,进而分析了图像配准算法中可能遇到的局部极值问题.根据配准函数的特点,提出在局部极值较少时使用梯度下降法代替PSO算法搜索以减少运算量...     

遗传算法和Powell法结合的多分辨率三维图像配准

基于互信息的配准方法具有精度高、鲁棒性强的特点,成为近年图像配准研究的热点,但基于互信息的目标函数存在许多局部极值,为配准的优化过程带来了很大的困难。本文以互信息作为相似性测度,采用基于小波变换的多分辨率策略,将遗传算法和Powell法结合起来对三维CT、MR图像进行了配准。实验结果表明,这种方法能够有效地克服信息函数的局部极值,配准精度达到亚像素级。     

遗传算法和Poweli法结合的多分辨率三维图像配准

基于互信息的配准方法具有精度高、鲁棒性强的特点，成为近年图像配准研究的热点，但基于互信息的目标函数存在许多局部极值，为配准的优化过程带来了很大的困难。本文以互信息作为相似性测度，采用基于小波变换的多分辨率策略，将遗传算法和Powell法结合起来对三维CT、MR图像进行了配准。实验结果表明，这种方法能够有效地克服信息函数的局部极值，配准精度达到亚像素级。     

基于改进蚁群算法和互信息的多光谱图像的配准

基于互信息的配准算法有精度高,自动化程度高,不需要对图像进行预处理等优点,已经被大量应用于多光谱图像配准中.但是在计算互信息时,出现了很多局部极值,这就为目标函数的寻优过程带来了很大的困难.提出了一种基于蚁群算法的配准参数寻优方法,改进蚂蚁在每层节点间的转移准则以及全局信息素的更新策略.实验证明,此方法不需要人工干预,对参数的初始值没有依赖性,配准成功率高.     

基于改进PV插值和混合优化算法的医学图像配准

基于互信息的医学图像配准算法近来获得了广泛的应用.在计算互信息的时候,采用部分体积插值计算联合直方图无法避免在象素整数倍位移处的局部极值,有可能导致误配准.本文提出了基于B样条函数的部分体积插值方法,有效地减少象素整数倍位移处的局部极值;在优化互信息函数的时候先使用遗传算法将配准参数收敛到最优值附近,然后使用Powell方法进行局部搜索,避免误收敛.实验表明,本文提出的算法具有更好的精确性和稳定性.     

基于高程和地物光谱约束的多光谱图像预处理算法

分视场滤光片型多光谱相机在利用拼接和配准生成多光谱图像时,受云、水等特殊地物的影响,利用现有方法生成的结果图像上容易出现条带噪声和错配现象。提出了一种三维信息约束下的尺度不变特征转换(SIFT)图像配准和地物光谱特性约束下的多光谱图像预处理算法,该算法利用三维信息约束的SIFT算子提高配准精度,同时在地物光谱特性约束下选取有效的辐射校正点提高图像拼接时各条带图像灰度的校正精度。实验结果表明,利用该方法对分视场多光谱相机数据进行预处理时,即使图像上存在云、水等特殊区域的地物,结果图像仍能保持高精度配准且无条带噪声。     

基于三边滤波的Retinex图像去雾算法

针对传统Retinex算法采用高斯滤波估计图像的照射分量易产生边缘模糊,不能有效去除脉冲噪声且处理后的图像颜色易失真等问题,提出一种基于三边滤波的Retinex图像去雾算法。该算法利用三边滤波器估计图像的照射分量,三边滤波器继承了双边滤波器既可以有效降低图像加性高斯噪声又可以保持图像边缘细节的特性,同时又解决了双边滤波器与高斯滤波器不能有效滤除脉冲噪声,易产生伪边缘等问题。为验证该算法的有效性,采用5种不同的客观评价参数对处理后的图像进行评价。实验证明,该算法能有效地改善雾天图像的退化现象,提高图像的清晰度。     

Fusion of Multispectral and Panchromatic Images Using a Restoration-Based Method

Many remote-sensing satellites can obtain images in multispectral and panchromatic bands. By fusing low-resolution multispectral and high-resolution panchromatic images, one can obtain high-resolution multispectral images. In this paper, an image fusion algorithm based on image restoration is proposed to combine multispectral and panchromatic images. For remote-sensing satellites, the wavelength of the panchromatic band usually covers the wavelengths of the multispectral bands. This relationship between the two kinds of images is useful for fusion. In our approach, the low-resolution multispectral images are first resampled to the scale of the high-resolution panchromatic image. The relationship between these two kinds of images is then used to restore the resampled multispectral images. That is, the resampled multispectral images are modeled as the noisy blurred versions of the ideal multispectral images, and the high-resolution panchromatic image is modeled as a linear combination of the ideal multispectral images plus the observation noise. The ideal high-resolution multispectral images are then estimated based on the panchromatic and the resampled multispectral images. A closed-form solution of the fused images is derived here. Experiments show that the proposed fusion algorithm works effectively in integrating multispectral and panchromatic images.     

基于多级引导滤波器的图像区域融合算法

为了提高多光谱图像与全色图像的融合质量,研究了多种滤波器和融合算法,提出了基于多级引导滤波器的区域融合方法。采用该方法对多光谱图像进行插值,利用改进的分水岭算法对全色图像进行区域划分,并将划分结果映射至每个多光谱图像,然后将多光谱图像与全色图像利用多级引导滤波器分别进行滤波,得到各自的细节信息,最后根据每个区域中全色图像和多光谱图像的关系指标局部相关系数与4阶相关系数的大小,对细节信息进行区域融合,得到融合后的多光谱图像。结果表明,该算法充分保留了多光谱图像的光谱信息,并尽可能多地注入了全色图像的细节信息,成功地提高了多光谱图像的融合效果。     

基于邻域空间特征的低对比度小目标分割算法

低对比度图像具有邻近像素的空间相关性高、灰度变化不明显等特点,从中分割出微小目标是非常困难的。本文提出一种新的低对比度图像提取小目标的分割算法,通过引进局部均匀度,结合局部熵获得空间分布状态,对低对比度图像进行分割,该算法充分利用了目标图像的灰度和空间属性。实验结果表明,该方法能有效地实现低对比度小目标图像的分割。相对于其他算法,分割精度更高,且抗噪性强,可以有效地降低过分分割问题。     

Bilateral filtering with adaptation to phase coherence and noise

In this paper, a bilateral filter with adaptive domain and range parameter is introduced for image denoising. Since the objective of denoising is to reduce noise as much as possible while preserving the perceptually important details, the parameters are adjusted in accordance with perceptual significance of pixels and noise level. The domain parameter is obtained by using the maximum and minimum moments of local phase coherence for being the representative of image details such as edges and corners of an image. The range parameter is estimated from the intensity-homogeneity measurements for their ability to represent the underlying noise. In addition, the filter is applied in an iterative manner to reduce the residual noise. Experiments are carried out using various standard images, and the results show that the proposed method is more effective in reducing additive white Gaussian noise as compared to several recently introduced denoising techniques in terms of the peak signal-to-noise ratio, structural similarity index and visual quality. In addition, experiments performed using real noisy images reveal the ability of the proposed filter to provide denoised images of better visual quality.     

基于广义线性系统和非锐化掩膜的图像增强算法

为了解决非锐化掩膜图像增强方法的噪声增益、光晕现象和数据溢出的问题,提出一种基于广义线性系统和非锐化掩膜的图像增强算法。算法首先采用双边滤波器和广义线性减法对图像进行处理,获取图像细节层和基础层;然后对图像细节层和基础层分别进行自适应增益处理和对比度增强处理;最后采用广义线性加法将两者相加,实现图像的增强。并对3种不同类型的图像进行测试,结果表明:本文提出的算法很好地抑制了噪声干扰和光晕现象,增强了图像的对比度和细节,视觉效果良好,信息熵分别提高了10.9012%、16.0143%和9.1878%。表明了提出的基于广义线性系统和非锐化掩膜图像增强算法的合理有效性。     

基于区域联合Rényi熵的多模医学图像配准

 针对医学图像配准对准确性高、鲁棒性强和速度快的要求,本文提出一种新的基于区域联合Rényi熵的多模配准算法.该算法将区域信息融入到联合Rényi熵中,并使用最小生成树来估计区域联合Rényi熵.这样,不仅改善了传统配准方法由于忽略像素空间信息造成的配准鲁棒性的降低,而且避免了使用直方图估计高维熵遇到的"维数灾难"问题.实验结果表明在图像含有噪声、灰度不均匀和初始误配范围较大的情况下,该算法在达到良好配准精度的同时,具有鲁棒性强、速度快的优点.作为一种一般性的配准算法,基于区域联合Rényi熵的配准方法还可以应用到图像配准以外的更广阔的领域,如图像检索、对象识别等.     

基于提升小波变换的红外图像双重滤波算法

为了有效抑制红外图像中的随机噪声,采用一种基于提升小波变换的双重滤波算法来进行处理。该算法对含有噪声的红外图像实现第1次提升小波分解,然后对获得的低频和高频分解系数再次实现提升小波变换,舍弃由低频系数经过第2次提升小波变换后获得的低频系数以及由高频系数经过第2次提升小波变换后获得的高频系数。对剩余的高频系数和低频系数分别采用改进阈值函数模型以及改进非局部均值滤波算法进行处理,在此基础上实现小波系数重构。为了改善滤波后图像视觉效果,再引入直方图均衡化算法进行处理。通过理论分析和实验验证,获得了相关的标准测试图像和红外图像测试结果以及峰值信噪比和结构相似度测试数据。结果表明,该滤算法对于高质量地去除红外图像中的噪声是有帮助的。