[發明專利]一種基于多尺度單演特征的自適應紅外/光學圖像融合方法

在審

• 申請號: 202010534419.0
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111784618A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 季秀霞;汪東麗
• 申請（專利權）人: 南京信息職業技術學院
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06K9/62
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 曹坤

1.一種基于多尺度單演特征的自適應紅外/光學圖像融合方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟(1.1)、對源圖像提取單演特征，即表征信號能量的單演幅度系數、表征信號結構信息的單演相位系數及表征信號幾何信息的單演方位系數；

步驟(1.2)、采用能量匹配相似性度量將單演幅度系數劃分為不同類型的區域，采用不同的融合策略進行系數融合；

步驟(1.3)、采用復系數結構相似性度量將單演相位系數和單演方位系數劃分為不同類型的區域，采用不同的融合策略進行系數融合；

步驟(1.4)、對上述融合的系數進行反變換，從而得到融合圖像。

2.根據權利要求1所述的一種基于多尺度單演特征的自適應紅外/光學圖像融合方法，其特征在于，步驟(1.2)中，所述不同類型的區域包括冗余信息的區域和互補信息的區域；

其中，所述冗余信息的區域采用加權平均策略進行融合，互補信息的區域采用模值取大策略進行融合。

3.根據權利要求1所述的一種基于多尺度單演特征的自適應紅外/光學圖像融合方法，其特征在于，步驟(1.2)中，所述單演幅度系數的融合方法具體包括如下步驟：

(1.2.1)、對源圖像M和N進行S個尺度單演信號分解，第j個尺度下的單演幅度分解系數分別記作和j≤S，(m,n)表示分解系數在子帶內的位置；對以(m,n)為中心位置大小為5×5的局部窗口，

其中，分解系數的能量匹配相似性度量(EM)計算公式如下：

式中，|·|表示復系數的模值；

(1.2.2)、對于的單演幅度系數，采用模值取大策略進行融合，

其中，融合系數計算公式如下：

式中，和表示和系數的窗口能量，其計算公式如下：

(1.2.3)、對于的單演幅度系數，采用加權平均策略進行融合，所述融合系數計算公式如下：

4.根據權利要求1所述的一種基于多尺度單演特征的自適應紅外/光學圖像融合方法，其特征在于，步驟(1.3)中所述不同類型的區域包括相關性較差的區域、相位信息差異很大的區域及幅值與相位同時具有較高相似性的區域，

其中，所述相關性較差的區域采用窗口能量模值取大的融合策略進行融合，相位信息差異很大的區域采用幅相結合的顯著性度量的模值取大策略進行融合，幅值與相位同時具有較高相似性的區域采用幅相結合的顯著性度量的加權平均策略進行融合。

5.根據權利要求1所述的一種基于多尺度單演特征的自適應紅外/光學圖像融合方法，其特征在于，步驟(1.3)中所述單演相位系數和單演方位系數的融合方法具體步驟如下：

(1.3.1)、對源圖像M和N進行S個尺度單演信號分解，第j個尺度下的單演相位系數和單演方位系數分別記作和j≤S，(m,n)表示分解系數在子帶內的位置；對以(m,n)為中心位置大小為5×5的局部窗口，

其中，分解系數的復系數結構相似性度量(SSIM)計算公式如下：

式中，*表示復系數的復共軛；

(1.3.2)、構建圖像M和N的單演相位和單演方位的結構相似性度量的下閾值T_lφ(S)、T_lθ(S)和上閾值T_hφ(S)、T_hθ(S)：

T_lφ(S)＝μ_φ(S)+2σ_φ(S)

T_lθ(S)＝μ_θ(S)+2σ_θ(S)

T_hφ(S)＝μ_φ(S)-2σ_φ(S)

T_hθ(S)＝μ_θ(S)-2σ_θ(S)，

式中，μ_φ(S)和σ_φ(S)分別代表的平均值和標準差，μ_θ(S)和σ_θ(S)分別代表的平均值和標準差。

(1.3.3)、對于的單演相位系數和的單演方位系數，采用局部窗口能量模值取大策略進行融合，所述融合系數的計算公式如下：

式中，和分別表示和系數的窗口能量；所述的和分別表示和系數的窗口能量，其計算公式如下：

(1.3.4)、對于的單演相位系數和的單演方位系數，采用幅相結合的顯著性度量的模值取大策略進行融合，所述融合系數計算公式如下：

式中，和分別表示和系數的幅相顯著性度量，所述的和分別表示和系數的幅相顯著性度量，其計算公式如下：

式中，α為相位角；

(1.3.5)、對于的單演相位系數和的單演方位系數，采用幅相結合的顯著性度量的加權平均策略進行融合，所述融合系數計算公式如下：