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《中国科学技术大学》 2008年
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多源图像融合算法及应用研究

洪日昌  
【摘要】: 随着成像传感器技术的发展,越来越多的传感器被应用于各个领域中。传感器数量的增多导致获取的数据量急剧增加并呈现多样性,传统的信息处理方法已经不能满足新的需求。因此多源信息融合技术在这样的背景下应运而生。多源信息融合是指对来自多个传感器获得的多源信息进行多级别,多方面,多层次的处理和综合,从而获得更为丰富,精确和可靠的有用信息。而多源图像融合作为多源信息融合中以图像为对象的研究领域,综合了传感器、图像处理、计算机和人工智能等多个学科,其主要思想是通过采用一定的算法,将两个或多个具有互补或冗余特性的源图像融合成为新图像,使得融合后的图像能最大限度地利用互补信息,减少冗余,从而获得更高的清晰度和可理解性。 本论文集中探讨了多源图像融合这一课题产生的背景,研究的意义,融合的基本原理和体系结构,以及国内外已有的研究成果,并指出已有的研究工作中存在的不足之处。论文的研究内容即是围绕多源图像融合研究中一些存在的问题和不足之处展开的,具体内容包括基于多分辨率分解融合方法的工作总结和新思路,利用变分偏微分方程实现融合的探索,基于区域和多分辨率分解的特征级融合方向上的研究,如何实现图像融合性能的客观评价,以及多源图像特征级融合在实现道路目标识别上的具体应用。主要工作和创新成果如下: 1.总结已有的基于多分辨率分解的多源图像融合方法,提出利用双正交多小波变换的多光谱与全色图像融合。其中多小波变换作为单小波的扩展,增加了小波基的个数,从而能很好地解决对称性与正交性,支集长度与消失矩之间的矛盾。在融合策略上,为保留源图像多小波分解后尺度系数的显著性信息,提出利用平均与选择相结合实现融合。 2.提出基于特征保持的一阶对比度多聚焦图像融合方法。融合过程中根据源图像反映的不同特征的重要性,由特征图强度设计不同的权重,然后根据源图像的对比度信息的相应加权求取其主分量作为融合的目标梯度场,从而实现特征保持的图像融合。最后把融合算法拓展到彩色域,利用特征强度得到的权重实现彩色域中的高保真度融合。 3.由于在图像融合中,人们往往关注于图像中的实际目标或区域,而不是单个像素。因此我们提出结合双正交多小波和图分割的特征级融合方法,通过匹配度测试确定分割得到区域中的小波系数的融合规则。并且总结了基于多分辨率和区域的特征级融合的统一框架,分析单源分割和联合分割对于融合性能的影响,以及具体的融合策略的选取方法。 4.基于已有的客观评价方法指出具体的融合中评价指标的选取,提出基于图像结构相似性的客观评价方法。评价中主要考察源图像和融合图像之间的均值、方差相似性和相关系数,并且从灰度和梯度两个方向分别来做评价。 5.提出一种在低分辨率遥感图像中道路目标的全自动识别算法。算法利用感知编组确定由边缘检测和无效线段去除后得到的道路边缘线段组,然后确定道路种子点,基于动态规划的道路跟踪算法跟踪道路种子点生成整个道路网,最后利用知识推理去除道路虚警。 6.由于高分辨率遥感图像中的道路目标不仅包括低分辨率遥感图像中道路的拓扑特性,还包括高分辨率图像中的目标特性、光谱特性等。因此我们提出结合线性检测算子和分类结果的特征层融合道路识别算法。其中利用道路在高分辨率图象中可以被建模为具有某些统计行为的图像块,而这些图像块可以通过分类获得的特性,然后基于道路的拓扑关系辅助目标检测。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前4条
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2 陈浩;基于多尺度变换的多源图像融合技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
3 许姜严;基于小波的岩石节理裂隙图像处理[D];电子科技大学;2010年
4 杨粤涛;基于非采样Contourlet变换的图像融合[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 王敏;MTSAT卫星云图中对流初生的自动预报算法研究[D];中国海洋大学;2010年
2 于颜梅;基于多尺度分析的卫星云图融合算法研究[D];中国海洋大学;2011年
3 陈坤峰;基于曲波变换的受电弓滑板裂纹故障检测[D];西南交通大学;2011年
4 薛琴;红外和可见光图像融合技术研究[D];西南科技大学;2011年
5 王粮库;多源影像融合技术研究[D];苏州大学;2011年
6 宇竞;可见光和红外光图像融合算法研究[D];南京理工大学;2012年
7 刘冉冉;低光照条件下图像融合及增强系统的设计与实现[D];北京交通大学;2010年
8 石程;基于Shearlet的图像融合方法研究[D];西安电子科技大学;2012年
9 刘璇;基于多尺度变换的多聚焦图像融合算法研究[D];苏州大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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2 李玲玲;像素级图像融合方法研究与应用[D];华中科技大学;2005年
3 刘严岩;多传感器数据融合中几个关键技术的研究[D];中国科学技术大学;2006年
4 王超;基于变分问题和偏微分方程的图像处理技术研究[D];中国科学技术大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 纪启国;;利用小波变换对图像进行像素级融合[J];安徽职业技术学院学报;2008年01期
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6 潘茂贵,张伟林;桥梁结构检测中小波分析的应用研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年03期
7 戴晓琴;;浅谈遥感技术在土地利用中的应用[J];安徽农学通报;2008年23期
8 陈会明;;浅谈遥感技术在农业生产中的应用[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年19期
9 陈会明;;浅析遥感技术在我国土地利用调查中的应用[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年21期
10 张莉娜;;土壤表层有机质空间分析的遥感技术应用综述[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年17期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 朱成华;;基于USB总线的弧焊电参数虚拟检测分析系统设计[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
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4 许军强;白朝军;孙珂;王明常;;基于TES算法的地表温度反演应用研究[A];河南地球科学通报2009年卷(上册)[C];2009年
5 党丽华;高志明;韩夏冰;毕慧超;;Q235钢的大气腐蚀电化学噪声小波包分析[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
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7 周佳男;;一种拓扑纹理图像的相位场模型分割算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 ;Edge Detection of Wood Defects in X-ray Wood Image Using Neural Network and Mathematical Morphology[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 邱雪娜;刘士荣;刘斐;朱伟涛;杜方芳;;一种基于序贯检测机制的运动目标跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 郭朝辉;龚亚丽;;利用环境减灾卫星进行干旱灾害监测研究[A];全国旱情监测技术与抗旱减灾措施论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周兴东;徐州市城区景观格局时空变化遥感监测与分析[D];山东科技大学;2010年
2 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 汤春瑞;水下目标声图像多分辨率分析及识别研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 任广波;基于半监督学习的遥感影像分类技术研究[D];中国海洋大学;2010年
7 付晓薇;基于量子力学的图像处理方法研究[D];华中科技大学;2010年
8 陈韶斌;基于知识推理和视觉机理的遥感图像目标识别方法研究[D];华中科技大学;2010年
9 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
10 莫堃;基于隐式函数的曲面重构方法及其应用[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李硕;基于Vis/NIR光谱不同粒径下土壤碳氮的预测研究[D];华中农业大学;2010年
2 韩筱婕;基于城市热岛减缓的湖泊湿地景观功能连通性研究[D];华中农业大学;2010年
3 孙涛;基于DR骨密度分析系统的研究[D];南京医科大学;2010年
4 赵永刚;图像检索中形状描述和匹配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 胡红;矿区植物胁迫作用与遥感信息提取[D];山东科技大学;2010年
6 张京钊;基于LUCC与RS/GIS的济南市生态安全评价[D];山东科技大学;2010年
7 邢著荣;基于辐射传输模型和CHRIS数据反演春小麦LAI[D];山东科技大学;2010年
8 唐红梅;基于辐射与空间信息的遥感图像检索[D];山东科技大学;2010年
9 李新芝;基于多源遥感数据的矿区植被信息监测方法研究[D];山东科技大学;2010年
10 周建辉;基于3S技术的土地开发整理规划研究[D];广西师范学院;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周鸣争;汪军;强俊;楚宁;;基于空间域的车辆运动模糊图像的恢复[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年04期
2 毛士艺,赵巍;多传感器图像融合技术综述[J];北京航空航天大学学报;2002年05期
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4 陈小梅,倪国强,李勇量;图像融合中小波边缘效应的消除方法[J];北京理工大学学报;2003年04期
5 倪国强,戴文,李勇量,蒲恬;基于响尾蛇双模式细胞机理的可见光/红外图像彩色融合技术的优势和前景展望[J];北京理工大学学报;2004年02期
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7 邱慧敏,杨济安;B样条函数与图象边缘检测[J];重庆邮电学院学报;1999年04期
8 巫兆聪;基于粗糙理论的RBF网络及其遥感影像分类应用[J];测绘学报;2003年01期
9 郝晓剑,张连红,郝晓艾,蒋圣平,王荣;电力机车弓网故障的动态监测系统[J];测试技术学报;2000年03期
10 夏明革,何友,苏峰;基于多小波分析的图像融合算法[J];电光与控制;2005年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘贵喜;多传感器图像融合方法研究[D];西安电子科技大学;2001年
2 刘哲;基于信息融合的遥感图像处理方法研究[D];西北工业大学;2002年
3 王慧燕;图像边缘检测和图像匹配研究及应用[D];浙江大学;2003年
4 闫成新;基于区域的图象分割技术研究[D];华中科技大学;2004年
5 巫兆聪;粗集理论在遥感影像分类中的应用[D];武汉大学;2004年
6 强赞霞;遥感图像的融合及应用[D];华中科技大学;2005年
7 李玲玲;像素级图像融合方法研究与应用[D];华中科技大学;2005年
8 李伟;像素级图像融合方法及应用研究[D];华南理工大学;2006年
9 刘微;运动模糊图像恢复算法的研究与实现[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
10 许存禄;图像纹理分析的新方法及其应用[D];复旦大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王海旭;多尺度下脉冲耦合神经网络的图像融合[D];电子科技大学;2011年
2 王雪;基于压缩传感的背景提取与图像融合[D];中国科学技术大学;2011年
3 陈煜;图像融合技术及其应用研究[D];南京航空航天大学;2004年
4 李宗智;受电弓动态监控装置的研究[D];西南交通大学;2004年
5 谢国庆;分形多小波理论和纹理图象分割[D];广西师范大学;2004年
6 王力;基于“3S”技术的小城镇土地利用动态监测研究[D];河北农业大学;2005年
7 崔占涛;受电弓滑板外部状态图像检测[D];西南交通大学;2005年
8 江勇;多尺度异常变化检测及其在裂缝检测中的应用[D];成都理工大学;2005年
9 于海燕;脊波变换算法与应用研究[D];西安理工大学;2006年
10 杨翠;多波段光电图像融合技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李伟伟;杨风暴;安富;;基于NSCT的红外偏振与光强图像的融合研究[J];光电技术应用;2012年02期
2 沈瑜;党建武;王阳萍;冯鑫;;基于NSCT域压缩感知模型的路面病害图像滤波算法[J];光电子.激光;2014年08期
3 杨艳春;党建武;王阳萍;;基于提升小波变换与自适应PCNN的医学图像融合方法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2012年04期
4 杨艳春;王晓明;党建武;王阳萍;;基于非下采样Contourlet变换的医学图像融合方法[J];计算机科学;2013年03期
5 杨艳春;王晓明;党建武;王阳萍;;一种小波加权局部对比度的医学图像融合方法[J];兰州大学学报(自然科学版);2013年01期
6 田驰;;小波Contourlet变换图像压缩算法[J];长春工业大学学报(自然科学版);2014年04期
7 袁卫;;多传感器图像融合系统设计[J];激光杂志;2014年10期
8 杨智翔;;多极化SAR图像融合法在沿海滩涂调查中的应用[J];人民长江;2013年05期
9 韩志伟;刘志刚;张桂南;杨红梅;;非接触式弓网图像检测技术研究综述[J];铁道学报;2013年06期
10 安富;杨风暴;蔺素珍;周萧;;特征差异驱动的红外偏振与光强图像融合[J];中国科技论文;2014年01期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 徐彤阳;基于抗混叠Contourlet变换的遥感图像融合研究[D];上海大学;2011年
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3 杨粤涛;基于非采样Contourlet变换的图像融合[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
4 姜波;多通道卫星云图的图像处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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10 薛乃玉;基于Bayes估计和Contourlet变换的图像去噪算法研究[D];曲阜师范大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 毛士艺,赵巍;多传感器图像融合技术综述[J];北京航空航天大学学报;2002年05期
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10 钟伟才,刘静,刘芳,焦李成;基于形态学top-hat算子的多传感器图像融合[J];电子学报;2003年09期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 刘贵喜;多传感器图像融合方法研究[D];西安电子科技大学;2001年
2 李树涛;多传感器图象信息融合方法与应用研究[D];湖南大学;2001年
3 王东峰;多模态和大型图像配准技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
4 吴艳;多传感器数据融合算法研究[D];西安电子科技大学;2003年
5 闫成新;基于区域的图象分割技术研究[D];华中科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 周国库;基于小波提取边缘特征点的遥感图像配准技术[D];西北工业大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马宏锋;党建武;包理群;;基于小波分解的多源图像融合在交通目标跟踪中的应用[J];计算机应用与软件;2010年10期
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4 刘凌霄;刘金保;张素昆;;多源图像融合关键技术及应用研究[J];科技创新导报;2011年29期
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6 荆绍威;杨风暴;李申燕;;多源图像彩色融合效果评价研究[J];光电技术应用;2009年02期
7 夏庆观;温秀兰;盛党红;;零件多源图像特征提取和识别的研究[J];机械设计与制造;2006年07期
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9 冯娟;曾立华;刘刚;司永胜;;融合多源图像信息的果实识别方法[J];农业机械学报;2014年02期
10 赵晓雷;薛弘晔;;基于小波分解下多源图像融合[J];煤炭技术;2010年09期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 倪江林;;利用数据融合技术对多源图像数据进行融合处理的研究与应用[A];第十五届中国科协年会第10分会场:信息化与农业现代化研讨会论文集[C];2013年
2 陈小林;赵建;;多源图像快速配准算法研究[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
3 宋福照;杜军平;侯立莎;汪谦;白二伟;陆承;;基于SCDPT的多源图像融合算法研究[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集(第五分册)[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 蒋少华;多源图像处理关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
2 陈玉春;多源图像融合算法研究[D];西北工业大学;2006年
3 李明喜;基于多源图像融合的收获目标准确定位研究[D];江苏大学;2008年
4 洪日昌;多源图像融合算法及应用研究[D];中国科学技术大学;2008年
5 焦竹青;变换域中的多源图像融合方法研究[D];江南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 翟豪;滤波和多源图像匹配在进近助视引导系统中的应用研究[D];中国民用航空飞行学院;2009年
2 刘力;基于局部特征的多源图像配准和识别研究[D];上海交通大学;2013年
3 魏宁;多源图像融合的理论与方法研究[D];西安电子科技大学;2013年
4 张强;多源图像融合及其流程建模研究[D];国防科学技术大学;2007年
5 李佳彦;面向摄像整纬装置的多源图像处理与融合的研究[D];东华大学;2007年
6 卢海鹏;多源图像融合的理论与方法[D];西安电子科技大学;2014年
7 丘文涛;多源图像配准技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
8 陶权义;基于场景分析的多源图像融合方法研究[D];西华大学;2012年
9 王辉全;带钢多源图像融合方法的研究[D];东北大学;2011年
10 张亚琼;多源图像融合方法研究[D];江南大学;2013年
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