[发明专利]基于可操纵金字塔变换的图像融合方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于图像融合处理技术领域，具体涉及一种基于可操纵金字塔变换的图像融合方法及其装置。

背景技术

图像融合在图像分析和计算机视觉方面有着重要的意义。通过图像融合技术可以将从不同成像传感器获取同一场景的图像有机组合成一幅图像，其能有效地互补不同成像传感器所获取图像的优势，形成一幅能真实清晰反映客观场景的图像，以便对图像进一步分析、理解以及目标的检测与识别等。从二十世纪八十年代开始，多传感器图像融合已引起了广泛的兴趣和研究热潮，其在机器学习、遥感、计算机视觉、医学图像处理以及军事应用中有着广泛的应用前景。经过近三十年的发展，图像融合技术已形成了一定的规模，国内外也都开发出许多用于不同领域的融合系统，但是，这并不意味着图像融合技术已相当成熟了。从国内外目前的研究情况来看，图像融合技术在理论和技术方面均存在有待解决的问题。与国外相比，国内开展图像融合研究工作起步较晚，尽管国内近几年在图像融合方面的研究取得了较大的成就；但是，相比国外仍处于较落后的状态。因此，急需我们对图像融合进行广泛深入的基础理论和基础技术的研究。

随着信息技术的快速发展，实际应用中，人们对信息量的需求越来越大。在这种条件下，传统的图像融合方法，如多分辨分析的图像融合方法，参见文章《Image sequence fusion using a shift-invariant wavelet transform》，Image Processing，1997.Proceedings.，International Conference on.IEEE，1997，3:288-291，因为小波变换不能很好地捕捉图像的边缘和纹理信息，而且，该方法用简单的系数绝对值取大的融合规则，得到的融合图像效果不理想；参见文章《Feature level fusion of multimodal medical images in lifting wavelet transform domain》，Engineering in Medicine and Biology Society，2004.IEMBS'04.26th Annual International Conference of the IEEE.IEEE，2004，1:1479-1482，该方法通过计算小波变换系数的梯度，并通过比较两幅图像的小波变换系数梯度之差与设定的阈值的大小来确定融合系数，该方法所得到的融合图像尽管效果有所改善，但是，还是难以满足要求。此后，苗启光等提出《基于改进的拉普拉斯金字塔变换的图像融合方法》，该方法是对图像金字塔各分解层分别进行融合处理，不同层可采用不同融合算子进行融合处理，最终得到融合后图像的拉普拉斯金字塔；对融合后所得到的拉普拉斯金字塔进行逆金字塔变换(即图像重构)，所得到的重构图像就是融合图像，通过该方法可有效地将来自不同图像的特征或细节融合在一起，得到的融合图像清晰度、对比度、信息量等均有所提升；但是，信息量、清晰度、对比度等依然相对较低，融合图像的整体效果还是不尽如人意。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种基于可操纵金字塔变换的图像融合方法及其装置，能够更好地捕捉原图像中的方向信息，充分利用图像的空间一致性，采用双边滤波对低频子带进行融合，提高融合图像的清晰度、对比度、信息量等，以得到图像质量更好的融合图像。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种基于可操纵金字塔变换的图像融合方法，该方法包括：根据可操纵金字塔变换分别对红外图像和可见光图像进行2层分解，对分解后获得的所述红外图像和可见光图像的高频子带系数及水平方向子带系数进行非下采样方向滤波获得非下采样方向子带系数，根据融合规则融合分解后获得的所述红外图像和可见光图像的垂直方向子带系数、+45°方向子带系数、-45°方向子带系数、低频子带系数、以及滤波后获得的非下采样方向子带系数，对融合后获得的非下采样方向子带系数进行非下采样方向滤波重构，对融合后的垂直方向子带系数、+45°方向子带系数、-45°方向子带系数、低频子带系数、以及重构后获得的高频子带系数、水平方向子带系数进行可操纵金字塔逆变换获得最终的融合图像。

上述方案中，所述根据可操纵金字塔变换分别对红外图像和可见光图像进行2层分解为：对输入的红外图像和可见光图像分别进行可操纵金字塔分解，分别获得红外图像和可见光图像的低频子带系数、高频子带系数、及水平方向子带系数、垂直方向子带系数、+45°方向子带系数及-45°方向子带系数。