[發明專利]一種基于Gabor特征的異源圖像融合方法

有效

• 申請號: 201811298091.6
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109614976B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 萬錦錦;仇振安;李國強;張春景;姚靜嫻
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所
• 主分類號: G06V10/44
• 分類號: G06V10/44;G06V10/46;G06V10/80
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

本發明提供了一種基于Gabor特征的異源圖像融合方法，將待融合圖像分解為基礎層和細節層，計算基礎層和細節層的加權映射系數，使用待融合圖像對基礎層和細節層的加權映射系數進行加權最小二乘濾波，得到基礎層和細節層的融合系數，分別使用基礎層和細節層的融合系數對基礎層和細節層進行融合，將融合的基礎層和細節層進行組合得到融合結果。本發明采用Gabor濾波來構建待融合圖像的細節層，Gabor濾波器的頻率和方向與人類視覺系統類似，特別適合于紋理表示；由于采用像素局部顯著性與加權最小二乘濾波構建融合系數，計算復雜度低，便于實時實現。

技術領域

本發明涉及圖像處理和計算機視覺技術領域，尤其是一種異源圖像融合方法。

背景技術

圖像傳感器是戰爭中獲取目標信息的重要資源，但是單一的傳感器在許多應用中并不能完全提供全面的環境和目標視覺信息。圖像融合技術的發展使得多種傳感器協同工作成為可能。利用不同探測器在時空上的相關性及信息上的互補性，取長補短，發揮各自優勢，彌補各自不足，提供具有更高的可信度、較少的不確定性以及更好的可理解性的目標和圖像信息，從而反映出對事物更客觀更豐富更本質的認識，達到改善圖像視覺效果，強化圖像有用信息，實現對該場景中景物更全面、清晰的描述。

依據信息融合理論，按照融合過程在異源圖像融合系統中所處位置的不同，圖像融合可分為像素級、特征級和決策級這三個由低到高的層次。像素級圖像融合(也叫像元級融合)，即直接對圖像中的像素點進行信息綜合處理，優點是準確性高，缺點是冗余度高、實時性差；特征級圖像融合，優點是實現了信息壓縮、便于實時處理；決策級圖像融合，對源圖像的特征信息進行分類、識別等處理，優點是處理的數據量少，對傳感器的依賴性和要求低，缺點是損失的信息量大。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種基于Gabor特征的異源圖像融合方法。本發明針對異源圖像融合技術中計算冗余度高、實時性差、信息損失量大等缺點，提出一種異源圖像融合方法，以特征級融合作為研究對象，以空域中提取的有用信息來實現異源圖像的融合。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：

步驟1：將待融合圖像分解為基礎層和細節層；

使用待融合圖像I本身作為圖像基礎層IBaseLayer，第n個待融合圖像Iⁿ的基礎層表示為：

使用六個方向的Gabor濾波器對待融合圖像I進行濾波，將六個方向的濾波結果累加，構建圖像細節層IDetailLayer；

其中Gabor濾波器的設計過程如下：

取m＝[0,1,2,3,4,5]代表Gabor濾波器的六個方向，第m個方向Gabor濾波器H^m的設計公式為：

其中，x，y代表濾波器的尺度，取值范圍為x＝[-j,-(j-1),...-1,0,1,2，...,j]，

y＝[-j,-(j-1),...-1,0,1,2，...,j]，其中，i為虛數單位，

K_real＝real(K),K_imag＝imag(K),NK＝K_real²+K_imag²，使用H^m對第n個待融合圖像Iⁿ濾波，結果記為將6個方向的濾波結果累加構建圖像的細節層，則第n個待融合圖像Iⁿ的細節層表示為：

步驟2：計算基礎層和細節層的加權映射系數；

使用基礎層的絕對值來表征基礎層像素的顯著度圖，第n個待融合圖像基礎層的顯著度圖表示為：