基于MATLAB的图像融合算法Word格式文档下载.doc

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图像的预处理有滤波（邻域平均滤波法、中值滤波法）和图像配准。

最后，对于图像融合系统来说，融合图像质量的评价显得特别重要，本文探讨了图像融合质量的评价问题，总结了融合效果的主、客观评价标准，作为本课题性能分析的判断标准。

关键词：

图像配准；

图像融合；

空域融合法；

小波变换；

评价标准

MATLAB-basedimagefusionalgorithm

Abstract

Thesameobjectgottenfromdifferentsensorscanberegisteredspatiallybymagefusion.Theinformationadvantagesorthecomplementsofalltheimagedatacanbecombinedtoproducenewimagedatausingsomefusionalgorithms.Thenewdatacandescribetheoptimizedinformationofthestudiedobject.Comparedwithsingleinformationsource,thenewdatacanreduceorrestraintheambiguity,theincompleteness,theuncertaintyandtheerror,whichmayappearsintheexplanationofthestudiedobjectortheenvironment,andmakefulluseoftheinformationprovidedbyallkindsofresources.

ImagefusionconsistsofsuchthreelevelsasthePixellevel，thefeaturelevelandthedecisionlevel，amongwhichthePixellevelimagefusioncanProvidemore

abundant,accurateandreliabledetailedinformationthatdoesn’texistontheotherlevelsandItisthemostcomplicatedinthewholeimagefusiontechniquesandalsoisthemostdifficulttoimplementinthefusionProcessingtechniques.thisdissertationProgressesmainlyaroundthePixellevelimagefusionandproposesavarietyofPixellevelimagefusiontechniquesaccordingtothekeyProblemsinthePixellevelimagefusiontechniques.

Themajorresearchandfindingsareasfollows:

Firstweintroducetheconcepts，advantages，developmentsandapplications.Threelevelsofimagefusionandimagefusiontechniquesincommonusearealsoreviewed.AirspaceImageFusionsuchassimplefusionmethod（pixelaverage,maximalorminimalpixelselection）,Frequency-domainimagefusionmethodsincludethemultiresolutionimagefusiontechniquesbasedonmulti-scalepyramiddecomposition,andtheimagefusionmethodbasedonwavelettransformImagePre-processinglikeFilterprocessing（neighborhoodaveragefilter,medianfilteringmethod）andImageRegistration.intheend,evaluationforfusionimageisvitaltofusionsystem.Thisdissertationprobesintotheimagefusionqualityassessmentanddeducesasetofindexesasthecriteriatoanalyzetheperformancesofthisdiscussion.

Keywords:

ImageRegistration；

ImageFusion；

Airspaceintegrationmethod；

WaveletTransform；

Evaluationcriteria

目录

第一章绪论 6

1.1图像融合的概念 6

1.2图像融合的主要研究内容 7

1.2.1图像融合的层次 7

1.2.2图像融合算法的发展 9

1.2.3图像融合的步骤 9

1.3图像融合技术的发展现状 10

1.4本文的研究工作 10

第二章图像预处理 11

2.1图像的校正 11

2.2图像滤波技术 11

2.2.1邻域平均法 12

2.2.2中值滤波 12

2.3图像配准 13

2.3.1图像配准概述 13

2.3.2手动图像配准 14

2.3.3基于图像特征的匹配算法 15

第三章图像融合 16

3.1加权平均融合法 16

3.2像素灰度值选大/小融合方法 16

3.3主分量融合法 17

3.4IHS变换法 19

3.5小波变换融合法 20

3.5.1小波的定义及特点 20

3.5.2基于小波变换的图像融合方法原理 25

3.5.3图像融合规则及融合因子 26

第四章图像融合效果评价 27

4.1主观评价 27

4.2客观评价 27

4.2.1基于光谱特征的评价 27

4.2.2基于信息量的评价 28

4.2.3基于统计特性的评价 29

4.2.4基于信噪比的评价 30

总结与展望 31

谢辞 32

参考文献 32

第一章绪论

图像融合技术（ImageFusionTechnology）作为多传感器信息融合的一个非常重要的分支—可视信息的融合，近20年来，引起了世界范围内的广泛关注和研究热潮。

图像融合就是通过多幅图像冗余数据互补得到一幅新的图像，在这幅图像中能反应多重原始图像中的信息。

图像融合的目的是充分利用多个待融合源图像中包含的冗余信息和互补信息，融合后的图像应该更适合于人类视觉感知或计算机后续处理，减少不确定性。

图像融合技术在遥感、医学、自然资源勘探、海洋资源管理、生物学等领域占有极其重要的地位，对于国防安全和经济建设具有十分重要的战略意义。

图像融合的方法与具体的处理对象类型、处理等级有关。

这主要是各类图像的解析度不同、表现的内容不同，相应的处理方法也要根据具体情况而定。

本章首先介绍了多传感器图像融合的基础理论及发展现状，在此基础上介绍了像素级图像融合方法的原理及应用，最后，给出论文的内容安排。

1.1图像融合的概念

图像融合是二十世纪70年代后期提出的新概念，是多传感器信息中可视信息部分的融合，是将多源信道所采集的关于同一目标图像经过一定的图像处理，提取各自信道的信息，最后综合成统一图像或综合图像特性以供观察或进一步处理。

它是一门综合了传感器、图像处理、信号处理、显示、计算机和人工智能等技术的现代高新技术。

由于图像融合系统具有突出的探测优越性（时空覆盖宽、目标分辨力与测量维数高、重构能力好、兀余性、互补性、时间优越性及相对低成本性等），在技术先进国家受到高度重视并己取得相当的进展。

图像融合的形式大致可分为以下3种：

（l）多传感器不同时获取的图像的融合；

（2）多传感器同时获取的图像的融合；

（3）单一传感器不同时间，或者不同环境条件下获取的图像的融合。

图像融合能够充分利用这些时间或空间上冗余或互补的图像信息，依据一定的融合算法合成一幅满足某种需要的新图像，从而获得对场景的进一步分析、理解以及目标的检测、识别或跟踪。

以两个传感器A、B为例，其信息构成的示意图如图1-1所示。

图1-1多源图像的信息构成

通过图像融合可以强化图像中的有用信息、增加图像理解的可靠性、获得更为精确的结果，使系统变得更加实用。

同时，使系统具有良好的鲁棒性，例如，可以增加置信度、减少模糊性、改善分类性等。

图像融合的层次可分为:

像素级、特征级和决策级。

目前，将图像融合技术应用于数字图像处理的主要目的有以下几种:

（1）增加图像中有用信息的含量，改善图像的清晰度，增强在单一传感器图像中无法看见/看清的特性;

（2）改善图像的空间分辨率，增加光谱信息的含量，为改善检测/分类/理解/识别性能获取补充的图像信息;

（3）通过不同时刻的图像序列融合来检测场景/目标的变化情况;

（4）通过融合多个二维图像产生具有立体视觉的三维图像，可用于三维重构或立体投影，测量等;

（5）利用来自其它传感器的图像来代替/弥补某一传感器图像中的丢失/故障信息。

显然，图像融合技术不同于一般意义上的图像增强，它是计算机视觉、图像理解领域的一项新技术。

1.2图像融合的主要研究内容

1.2.1图像融合的层次

图像融合是采用某种算法对两幅或多幅不同的源图像进行综合处理，最终形成一幅新的图像。

它可以强化图像中有用信息，增加图像理解的可靠性，获得更为准确的结果。

在各种融合应用中，由于应用目的、所处理的输入数据及融合处理前对数据预处理程度不同，使得融合系统在不同层次