[發(fā)明專利]基于可操縱金字塔變換的圖像融合方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410459119.5
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104182955A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 延翔;秦翰林;韓姣姣;牟媛;周慧鑫;李佳;宗靖國;曾慶杰;呂恩龍;賴睿
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像融合處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于可操縱金字塔變換的圖像融合方法及其裝置。

背景技術(shù)

圖像融合在圖像分析和計(jì)算機(jī)視覺方面有著重要的意義。通過圖像融合技術(shù)可以將從不同成像傳感器獲取同一場景的圖像有機(jī)組合成一幅圖像，其能有效地互補(bǔ)不同成像傳感器所獲取圖像的優(yōu)勢，形成一幅能真實(shí)清晰反映客觀場景的圖像，以便對圖像進(jìn)一步分析、理解以及目標(biāo)的檢測與識別等。從二十世紀(jì)八十年代開始，多傳感器圖像融合已引起了廣泛的興趣和研究熱潮，其在機(jī)器學(xué)習(xí)、遙感、計(jì)算機(jī)視覺、醫(yī)學(xué)圖像處理以及軍事應(yīng)用中有著廣泛的應(yīng)用前景。經(jīng)過近三十年的發(fā)展，圖像融合技術(shù)已形成了一定的規(guī)模，國內(nèi)外也都開發(fā)出許多用于不同領(lǐng)域的融合系統(tǒng)，但是，這并不意味著圖像融合技術(shù)已相當(dāng)成熟了。從國內(nèi)外目前的研究情況來看，圖像融合技術(shù)在理論和技術(shù)方面均存在有待解決的問題。與國外相比，國內(nèi)開展圖像融合研究工作起步較晚，盡管國內(nèi)近幾年在圖像融合方面的研究取得了較大的成就；但是，相比國外仍處于較落后的狀態(tài)。因此，急需我們對圖像融合進(jìn)行廣泛深入的基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)技術(shù)的研究。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，實(shí)際應(yīng)用中，人們對信息量的需求越來越大。在這種條件下，傳統(tǒng)的圖像融合方法，如多分辨分析的圖像融合方法，參見文章《Image?sequence?fusion?using?a?shift-invariant?wavelet?transform》，Image?Processing，1997.Proceedings.，International?Conference?on.IEEE，1997，3:288-291，因?yàn)樾〔ㄗ儞Q不能很好地捕捉圖像的邊緣和紋理信息，而且，該方法用簡單的系數(shù)絕對值取大的融合規(guī)則，得到的融合圖像效果不理想；參見文章《Feature?level?fusion?of?multimodal?medical?images?in?lifting?wavelet?transform?domain》，Engineering?in?Medicine?and?Biology?Society，2004.IEMBS'04.26th?Annual?International?Conference?of?the?IEEE.IEEE，2004，1:1479-1482，該方法通過計(jì)算小波變換系數(shù)的梯度，并通過比較兩幅圖像的小波變換系數(shù)梯度之差與設(shè)定的閾值的大小來確定融合系數(shù)，該方法所得到的融合圖像盡管效果有所改善，但是，還是難以滿足要求。此后，苗啟光等提出《基于改進(jìn)的拉普拉斯金字塔變換的圖像融合方法》，該方法是對圖像金字塔各分解層分別進(jìn)行融合處理，不同層可采用不同融合算子進(jìn)行融合處理，最終得到融合后圖像的拉普拉斯金字塔；對融合后所得到的拉普拉斯金字塔進(jìn)行逆金字塔變換(即圖像重構(gòu))，所得到的重構(gòu)圖像就是融合圖像，通過該方法可有效地將來自不同圖像的特征或細(xì)節(jié)融合在一起，得到的融合圖像清晰度、對比度、信息量等均有所提升；但是，信息量、清晰度、對比度等依然相對較低，融合圖像的整體效果還是不盡如人意。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有存在的技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于可操縱金字塔變換的圖像融合方法及其裝置，能夠更好地捕捉原圖像中的方向信息，充分利用圖像的空間一致性，采用雙邊濾波對低頻子帶進(jìn)行融合，提高融合圖像的清晰度、對比度、信息量等，以得到圖像質(zhì)量更好的融合圖像。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于可操縱金字塔變換的圖像融合方法，該方法包括：根據(jù)可操縱金字塔變換分別對紅外圖像和可見光圖像進(jìn)行2層分解，對分解后獲得的所述紅外圖像和可見光圖像的高頻子帶系數(shù)及水平方向子帶系數(shù)進(jìn)行非下采樣方向?yàn)V波獲得非下采樣方向子帶系數(shù)，根據(jù)融合規(guī)則融合分解后獲得的所述紅外圖像和可見光圖像的垂直方向子帶系數(shù)、+45°方向子帶系數(shù)、-45°方向子帶系數(shù)、低頻子帶系數(shù)、以及濾波后獲得的非下采樣方向子帶系數(shù)，對融合后獲得的非下采樣方向子帶系數(shù)進(jìn)行非下采樣方向?yàn)V波重構(gòu)，對融合后的垂直方向子帶系數(shù)、+45°方向子帶系數(shù)、-45°方向子帶系數(shù)、低頻子帶系數(shù)、以及重構(gòu)后獲得的高頻子帶系數(shù)、水平方向子帶系數(shù)進(jìn)行可操縱金字塔逆變換獲得最終的融合圖像。

上述方案中，所述根據(jù)可操縱金字塔變換分別對紅外圖像和可見光圖像進(jìn)行2層分解為：對輸入的紅外圖像和可見光圖像分別進(jìn)行可操縱金字塔分解，分別獲得紅外圖像和可見光圖像的低頻子帶系數(shù)、高頻子帶系數(shù)、及水平方向子帶系數(shù)、垂直方向子帶系數(shù)、+45°方向子帶系數(shù)及-45°方向子帶系數(shù)。