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可见光与红外图像融合方法研究


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【内容概述】

可见光与红外图像融合方法研究

在图像融合领域中,相关的研究可谓是五花八门。其中最为吸引人眼球的就是对于可见光与红外图像融合技术的研究,因为这是一个非常具有应用价值的研究方向。我们都曾了解过可见光与红外成像的物理知识,它们都有着自身的优势与局限性——可见光图像基于反射光信息,在光照良好的情况下,可见光图像包含了丰富的边缘纹理细节的数据,具有高分辨率且符合人眼视觉感知的习惯,但在光照条件较差,如雨天、雾天时会严重丢失场景信息;红外图像基于物体自身热辐射强度信息,根据场景中目标物体与背景的热辐射强度间存在的差异对它们加以区分,这种成像机理受天气与照明条件的影响很小,但对于场景中的细节信息的复现能力不强。因此将可见光与红外图像融合处理以期提高图像的空间分辨率等图像融合的主客观指标的方法研究不断发展进步。红外图像超分辨率方法研究对于军事、医疗等各领域都有重要的价值。目前,国内在该领域的学者们正在进行努力的研究和探索,虽然国内在图像融合技术研究比国外晚,但是相关技术与算法也日趋完善成熟。
首先,本文介绍了图像融合的理论基础,给出了图像融合的一般过程,着重论述了图像预处理中图像滤波的方法,随后介绍了图像配准理论,并给出了图像融合性能评价的主、客观指标。
其次,本文进行了可见光与红外数据集的构建,本文的数据集分为公共的可见光与红外图像数据集和在日常生活中所采集到的可见光与红外图像数据集。
最后,本文详细研究了三种行之有效并被广泛采用的可见光与红外图像融合方法,包括基于VSM和WLS的图像融合方法、基于显著性检测双尺度图像融合方法、基于各向异性扩散和K-L变换的图像融合方法。对它们分别进行融合图像实验结果分析,在对比的基础上对三种图像融合方法从主观、客观两方面进行了视觉比较与性能量化评估。实验结果表明:本文的三种图像融合方法各有其适用性,在性能评价的不同方向上各有长短。另外,本文还在上述三种可见光与红外图像融合算法的基础上进行了可见光与红外视频融合实验。

关键词:图像融合;图像预处理;图像配准;视频融合