[發明專利]一種基于交互非局部均值濾波的紅外與可見光圖像融合方法

有效

• 申請號: 201410490237.2
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104268847B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 秦翰林;延翔;韓姣姣;牟媛;宗靖國;李佳;曾慶杰;趙日成;趙營;周慧鑫;劉上乾
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T5/10
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司11385
• 代理人: 董芙蓉

技術領域

本發明屬于圖像融合處理技術領域，具體涉及一種基于交互非局部均值濾波的紅外與可見光圖像融合方法。

背景技術

圖像融合是將兩個或多個傳感器獲得的同一場景的圖像信息有機整合的技術，融合圖像更有利于人類與機器視覺感知和其它圖像處理任務，如：圖像增強、人臉識別、特征提取和目標檢測等。由于圖像融合技術可以豐富圖像的信息及視覺效果，因此，圖像融合被廣泛應用于計算機視覺、醫學成像、遙感測量等領域。

從二十世紀八十年代開始，多傳感器圖像融合已引起了廣泛的興趣和研究熱潮，其在機器學習、遙感、計算機視覺、醫學圖像處理以及軍事應用中有著廣泛的應用前景。經過近三十年的發展，圖像融合技術已形成了一定的規模，國內外也都開發出許多用于不同領域的融合系統，但是，這并不意味著圖像融合技術已相當成熟了。從國內外目前的研究情況來看，圖像融合技術在理論和技術方面均存在有待解決的問題。與國外相比，國內開展圖像融合研究工作起步較晚，盡管國內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。因此，急需我們對圖像融合進行廣泛深入的基礎理論和基礎技術的研究。

隨著新的信息理論的不斷發展及國外內學者對圖像融合不斷深入全面地研究，圖像融合研究取得了較大的進步。近年來，國內外學者提出了許多圖像融合方法，其中，基于多尺度變換的圖像融合方法是目前被廣泛采用的方法，如文章《Image?sequence?fusion?using?a?shift-invariant?wavelet?transform》，Image?Processing，1997.Proceedings.，International?Conference?on.IEEE，1997，3：288-291，因為小波變換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絕對值取大的融合規則，得到的融合圖像效果不理想。此后，Kor?S等人便提出了基于提升小波變換的特征級圖像融合方法，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?ofthe?IEEE.IEEE，2004，1：1479-1482，該方法通過計算小波變換系數的梯度，并通過比較兩幅圖像的小波變換系數梯度之差與設定的閾值的大小來確定融合系數，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。隨著非下采樣輪廓波變換(NSCT)的興起，學者們已將NSCT應用于圖像融合中，參見《Image?fusion?based?on?nonsubsampled?contourlet?transform?for?infrared?and?visible?light?image》，Infrared?Physics?&?Technology，2013，61：94-100.該方法獲得的融合圖像細節較豐富，紋理較清晰，視覺效果優于前兩種方法，這是由于NSCT具有：(1)高度冗余性，與有用信息有關的NSCT系數在各個細節子帶內呈現稀疏性分布；(2)NSCT采用的是具有各向異性的Contourlet基，是的各個細節子帶“描述”的是源圖像在不同方向上的細節信息，因此具有多方向選擇性；而且，這種基于NSCT的圖像融合方法對低頻子帶系數和帶通方向子帶系數分別采用基于區域視覺特性和交互梯度融合規則。但NSCT也有自身的不足：由于NSCT采用的方向濾波器為扇形濾波器的非下采樣濾波器組，通過此濾波器獲得帶通方向子帶系數；從而使得基于NSCT的圖像融合方法的計算量較大，不利于實際應用；而且融合圖像的清晰度、空間分辨率等依然相對較低，整體效果還是不盡如人意。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有方法的不足，提出一種基于交互非局部均值濾波的紅外與可見光圖像融合方法，以實現融合權重的自適應性、融合圖像的清晰度與空間分辨率等，以得到圖像質量更好的融合圖像。