数字图像融合新进展.pdf

《数字图像融合新进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、数字图像融合新进展刘志明(湖北第二师范学院计算机学院，湖北武汉430205)圈像处理学术探讨2013年第4戛耳[摘要]本文对数字图像融合技术的最新发展动态做简要的分析，特别是数字图像融合算法、应用及存在的问题，为进一步研究数字图像融合提供参考。[关键词]数字图像融合；图像分析；特征提取1．引言近年来，随着软硬件技术的发展及人类社会生产的发展，数字图像融合在技术、算法、应用等领域都有了较大的变化，多源、多维、多尺度、多时空、复杂环境等方面的因素及某些应用要求更高的处理效率催生了新的处理技术，如并行处理技

2、术、计算智能的仿生学、固件化专业处理设备等。在深入讨论之前，先对数字图像融合作简要介绍。数字图像融合是将2个或2个以上的传感器在同一时间或不同时间获取的关于某个具体场景的图像或者图像序列信息加以综合，生成一个新的有关此场景的解释，而这个场景是从单一传感器获取的信息中无法得到的m2～I。数字图像融合的目的是减少不确定性。上述定义在现代得到进一步加强，从单一场景到多场景，从静态到动态。数字图像融合技术广泛应用于遥感影像处理、图像分析、机器视觉等领域。数字图像融合的作用主要有：隐写加密㈠”、去噪【6】、图像

3、增强[7．81、特征提取[91、目标识别与跟踪¨0】、三维重构111]等方面。2．数字图像融合技术动向鉴于数字图像融合的不同数据基础及不同应用目的，可对其进行简单的层次划分：信号、像素、特征、决策。在信号级数字图像融合研究方面，技术相对成熟，主要从处理效率方面有较大的改进，逐步从通用到专用，从软件到固件，针对特定领域应用的专用数字图像融合预处理设备表现出更好的性能。像素级数字图像融合有着较广泛的应用需求，多源多尺度多时空遥感影像融合、图像拼接、隐写加密等多方面的应用需求，促使新技术的不断引入。首先，在

4、遥感影像处理方面，由于多源多尺度多时空高光谱遥感影像海量数据的广泛应用，超光谱图像压缩算法、多视角图像配准技术、多分辨小波变换、并行图像处理技术被深度引入，同时也促进了海量数据的存取和检索技术的发展。其次，在图像拼接方面，要将具有重叠区域的多幅数字图像或多帧视频图像通过数字配准和融合，获得单幅宽视场图像或动态全景图，需要处理图像间平移、缩放、旋转等多种几何失真及色度亮度不一致、部分模糊、图像拍摄视点差异、场景中的运动物体等。基于区域的拼接算法主要有基于空间的像素匹配算法及基于频域的拼接算法。另外，在数

5、字隐写方面，较有代表性的空域LSB隐写算法和频域JPEG图像隐写算法及相应的隐写分析算法研究方面都有了较大的发展，Jpeg．steg、F5等算法在隐藏图像的抗视觉怀疑性、隐藏信息的抗检测性、鲁棒性、防容量估计性等方面都有较好的表现。特征级数字图像融合属于中间层次，处理过程可归结为：对来自不同传感器或相同传感器不同时段获取的原始信息进行特征提取，再对提取的多个特征信息进行综合分析和处理，以获取目标状态融合数据或目标特性融合数据。特征提取基于图像分析，在图像分割、目标表达和描述、纹理分析、形状分析及运动分

6、析等方面都存在较大的发展空间。在军事应用中主要用于军事目标的检测、定位、跟踪和识别，民用则非常广泛，如工业生产中的故障检测、天气变化、农作物分布及收成、OCR(OpticalCharacterRecognition)、人的身份识别、交通监管、远程诊断、矿产资源调查、城市热岛效应分析等。在特征级数字图像融合技术方面，大量引入的统计学习算法及仿生算法使得特征级数字图像融合技术成果非常丰富：贝叶斯估计、信息熵、表决、加权平均、聚类分析、支持向量机m】、模糊逻辑m】、神经网络¨7】、微粒群算法¨8】等方法。决

7、策级数字图像融合必须和具体的应用相结合，层次最高，数据量最小，在决策知识表达方面还需进一步研究。3．数字图像融合研究热点及问题在军事领域，IRATR(Infraredimagingautomatictargetrecognition)、基于二维成像声纳的水下运动目标三维运动轨迹测量、动态目标跟踪、水下自主机器人(ROV)及多目标定位技术等为主要研究热点。IRATR在精确武器系统有着广泛的应用，要求工作帧频高、信号动态范围大、实时性强、处理精度高和具有高度的灵活性，但红外成像图像细节模糊不清、传输过程中

8、易受到噪声的污染，严重影响后续目标检测、匹配的精度，另外，其复杂背景低、信噪比小、目标还容易受到虚假目标及随机干扰的影响，还存在进一步研究的必要。作者简介：刘志明，男，湖北黄冈人．讲师，博士研究生，研究方向：智能信息处理。学术探讨图像处理—亡一一．=—==：=2013年第4朗水下运动目标三维运动轨迹测量有内测和外测两种方法，内测是在运动目标自身内部安装速度、姿态等相关传感器来感知运动目标的运动过程中的状态信息，可同步提取并处理，但对敌方移动军事目标大多只