[發(fā)明專利]一種偏振圖像融合方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310396089.3
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN103500444A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁艷;張思遠;蘇麗娟;胡亮
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 周長琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信息融合領(lǐng)域，涉及一種偏振圖像融合方法，具體來說，是一種基于非負矩陣分解和脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的偏振圖像融合方法。

背景技術(shù)

偏振是光輻射的固有特性之一，偏振成像探測是對傳統(tǒng)成像探測技術(shù)的有力的補充。偏振探測技術(shù)提供了通常探測手段無法獲得的有關(guān)目標(biāo)反射或輻射光的偏振信息，所獲得的偏振圖像提供了比普通的強度圖像和光譜圖像更加豐富的關(guān)于場景的信息，因而在地質(zhì)探測、材料分類、機器視覺等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

偏振光的一般表現(xiàn)形式是橢圓偏振光。在實際應(yīng)用中，引入斯托克斯參量這樣一組物理量綱完全一樣的參量來標(biāo)征偏振光的偏振態(tài)。

斯托克斯參量經(jīng)常表示為：

S＝[I，Q，U，V]^T

其中，I表示光波的總強度，Q表示水平方向上線偏振光的強度，U表示45°方向上線偏振光的強度，V表示圓偏振光的強度。斯托克斯矢量能夠容易的測定包含在部分偏振光中的任意偏振光。另外兩個參數(shù)在偏振態(tài)的表達中非常重要，用偏振度P表示完全偏振光強度在整個光強度中的比例，用偏振角θ表示偏振光振動方向與參考方向(參考方向取水平方向x軸)的夾角，由下式表示：

P=Q2+U2+V2Iθ=12tan-1UQ]]>

各個偏振參數(shù)圖像在表達偏振信息方面是冗余、互補的，利用它們之間的互補性和冗余性，采取圖像融合方法來解決這些問題。通過偏振圖像融合，可以提高低對比度圖像的對比度和清晰度；同時可以極大地壓縮自然背景，從復(fù)雜自然背景中檢測出人造目標(biāo)。因此對偏振信息融合方法的研究，具有很重要的研究價值和一定的工程價值。

文獻Shutao?Li，Bin?Yang，Jianwen?Hu.Performance?comparison?of?different?multi-resolution?transforms?for?image?fusion[J].Information?Fusion，2011，12(2)：74-84中公開利用小波變換的方法進行圖像的融合，該方法對原始圖像進行小波變換，將其分解在不同頻段的不同特征域上，建立各圖像的小波塔形分解；然后對各分解層分別進行融合處理，各分解層上的不同頻率分量采用不同的融合規(guī)則進行融合處理，得到融合后的小波金字塔；最后對融合后所得小波金字塔進行小波逆變換(即進行圖像重構(gòu))，得到融合圖像。若對二維圖像進行N層的小波分解，最終將有(3N+1)個不同頻帶，其中包含3N個高頻帶和一個低頻帶。這種方法存在以下不足之處：

(1)得到的融合圖像有較多的背景噪聲，目視效果較差；

(2)不具備平移不變性。這意味著輸入圖像很微小的位移就會造成在不同尺度的離散小波變換系數(shù)之間能量分布很大的變化；

(3)有限的方向選擇性。在普通的小波分解中，每一尺度空間只能被分解成有限的3個方向：水平、垂直、對角，其方向可選擇性很有限。