基于Curvelet变换的红外与彩色可见光图像融合算法

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基于二代Curvelet变换与MPCA的可见光与红外图像融合
作者：周爱平,梁久祯
来源：《计算机应用》2010年第11期
摘要:
针对同一场景红外图像与可见光图像的融合问题,提出了一种基于二代Curvelet变换与模
块化主成分分析(MPCA)的图像融合新方法。

首先对原始图像分别进行快速离散Curvelet变换,得到不同尺度和方向下的粗细尺度系数;根据红外图像与可见光图像的不同物理特性以及人类视觉系统特性,对粗尺度系数的选择,采用基于模块化主成分分析(MPCA)的融合规则,确定融合
权值,而对不同尺度与方向下的细尺度系数的选择,采用基于局部区域能量的融合规则;最后经Curvelet逆变换得到融合结果。

实验结果表明,该方法能够更加有效、准确地提取图像中的特征,在主观视觉效果与客观评价指标上均取得了较好的融合效果,是一种可行有效的图像融合算
法。

关键词:
图像融合;Curvelet变换;模块化主成分分析;可见光图像;红外图像。

基于Curvelet变换的图像融合方法
陈木生
【期刊名称】《计算机工程》
【年(卷),期】2010(36)23
【摘要】提出一种基于Curvelet变换和特征量积的图像融合方法.对2幅图像进行Curvelet变换,低频部分采用加权平均的融合算法,高频采用基于特征量积的加权融合算法,从而实现Curvelet系数的融合,并重构得到融合图像.对多聚焦图像进行实验,利用梯度结构相似度、空间频率、峰值信噪比进行评价,实验结果表明,该方法能够取得较好的效果.
【总页数】3页(P212-213,216)
【作者】陈木生
【作者单位】泉州师范学院物理系,福建,泉州,362000
【正文语种】中文
【中图分类】TP39L
【相关文献】
1.基于第二代Curvelet变换的多聚焦图像融合方法研究 [J], 刘天钊
2.基于Curvelet变换的多聚焦图像融合方法 [J], 杨俊;赵忠明
3.基于 IHS变换和 Curvelet变换的卫星遥感图像融合方法 [J], 肖化超;周诠;郑小松
4.改进的基于Curvelet变换的遥感图像融合方法 [J], 罗冬梅;赵志刚;李园园
5.第二代curvelet变换与区域能量的多聚焦图像融合方法 [J], 郭敏;任娜;高卫平
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基于Curvelet变换的多聚焦图像融合方法
杨俊;赵忠明
【期刊名称】《光电工程》
【年(卷),期】2007(34)6
【摘要】由于可见光成像系统的聚焦范围有限,很难获得同一场景内所有物体都清晰的图像.多聚焦图像融合技术可有效地解决这一问题.在分析了传统多聚焦图像融合方法和Curvelet变换的原理后,提出了一种基于Curvelet变换的多聚焦图像融合方法,先对不同聚焦图像分别进行Curvelet变换,采用低频系数取平均,高频系数取大的融合规则,再进行Curvelet反变换得到融合结果.仿真试验表明,基于Curvelet变换的融合方法可有效综合多聚焦图像,相比小波变换法,获得了更好的融合效果.
【总页数】5页(P67-71)
【作者】杨俊;赵忠明
【作者单位】中国科学院遥感应用研究所,北京,100101;中国科学院遥感应用研究所,北京,100101
【正文语种】中文
【中图分类】TP751
【相关文献】
1.基于第二代Curvelet变换的多聚焦图像融合方法研究 [J], 刘天钊
2.基于Curvelet变换的多聚焦图像融合算法 [J], 李勇
3.基于快速离散Curvelet变换的多聚焦图像融合 [J], 王子新;黄颖;王红玲
4.基于第二代Curvelet变换的多聚焦图像融合 [J], 宋英姿
5.第二代curvelet变换与区域能量的多聚焦图像融合方法 [J], 郭敏;任娜;高卫平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

红外成像和可见光成像具有很强的互补性,将红外和可见光图像融合[1],可以有效结合红外图像中的目标特征和可见光图像中的细节特征[2],得到的融合图像既具有目标信息,又具有丰富的细节信息。

为了提高红外和可见光融合图像的视觉效果,本文提出一种在YUV色彩空间下基于二代Curvelet变换[3]的算法。

实验结果表明该算法的融合图像在视觉效果和客观数据上都取得了很好的效果。

1 基于YUV色彩空间的融合方法RGB色彩空间并不能很好地从人眼视觉感知上描述颜色,故本文采用YUV色彩空间进行图像融合。

YUV色彩空间使用亮度信号Y和两个色差信号U、V来描述色彩。

由于亮度分量Y包含了图像的主要轮廓信息,所以本文将Y分量单独提取出来与红外图像融合,这样既减少了运算量,又可避免色彩失真。

2 Curvelet变换小波分析只能表示信号的零维奇异性,并且不具有各向异性的二维小波基不能有效地表达二维信号中的例如边缘、轮廓等信息,在图像融合中会产生块状效应。

Curvelet克服了小波分析的缺点,其长条形的支撑区间具有各向异性,能用更少的系数来表示曲线,因此能更好地表达边缘、轮廓等信息。

3 基于YUV和Curvelet变换的图像融合首先将可见光图像转换到YUV色彩空间,对可见光图像亮度分量Y和红外图像分别进行Curvelet分解得到各自的低频与高频系数,采用加权平均的策略融合低频系数,采用模值取大的策略融合高频系数,将融合系数进行Curvelet重构得到融合图像,该融合图像作为新的亮度分量Y'和原始的色度分量U、V进行YUV逆变换得到最终融合图像。

4 实验结果及分析为了验证算法的有效性,选取了RGB色彩空间下的Curvelet变换(RGB-Curvelet)和YUV色彩空间下的小波变换(YUV-Wavelet)两种算法与本文算法进行融合结果的比较。

融合结果如图1所示。

首先从主观视觉效果对比融合结果。

可以看出YUV色彩空间下的融合图像(d) (e)比RGB色彩空间下的融合图像(c)中的色彩更为鲜艳,特别是图(d) (e)中房子顶部的红色饱和度更高,说明YUV 色彩空间比RGB色彩空间更好地保留了原图的色彩信息。

基于(A) Trous-contourlet变换的红外与可见光图像融合算
法
柴奇;王黎明;杨伟
【期刊名称】《激光与红外》
【年(卷),期】2009(39)4
【摘要】提出了一种基于à trous-contourlet变换的图像融合新算法.首先利用à trous-contourlet变换对图像进行多分辨率分解,然后针对变换域中各带通方向高频子带系数的选择,提出了一种应用区域能量进行图像匹配度计算的融合规则,并将其应用于红外图像与可见光图像的融合.实验结果表明,该算法能够有效融合红外与可见光图像,与其他方法相比较,取得了更好的融合效果.
【总页数】4页(P435-438)
【作者】柴奇;王黎明;杨伟
【作者单位】电子工程学院安徽省红外与低温等离子体重点实验室,安徽,合
肥,230037;电子工程学院安徽省红外与低温等离子体重点实验室,安徽,合
肥,230037;电子工程学院安徽省红外与低温等离子体重点实验室,安徽,合
肥,230037
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.4
【相关文献】
1.基于支持度变换的红外与可见光图像融合算法 [J], 张雷;罗长更;张颖颖;李根全;杨兴强;王肖霞
2.基于NSCT变换的红外与可见光图像PCNN融合算法 [J], 吴粉侠;尤新凤;赵蔷
3.基于对比度增强与小波变换相结合的红外与可见光图像融合算法 [J], 涂一枝;郭立强
4.基于双树复小波变换与引导滤波的红外与可见光图像融合算法 [J], 齐海生;荣传振;肖力铭;岳振军
5.基于Tetrolet变换的近红外与彩色可见光图像融合算法研究 [J], 苑玉彬; 彭静; 沈瑜; 陈小朋
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一种基于Curvelet变换的可见光与红外图像融合方法专利名称：一种基于Curvelet变换的可见光与红外图像融合方法技术领域：本发明属于图像处理数据融合技术领域，涉及一种基于Curvelet变换的可见光与红外图像融合方法。

背景技术：红外与可见光传感器是最常用的两类传感器，它们工作于不同的波段，可以提供互补的图像信息。

红外传感器通过获得地面目标的红外辐射来记录目标自身的红外辐射信息，它依靠探测目标与背景间的热辐射差异来识别目标，因而具有特殊的识别伪装的能力，但对场景的亮度变化不敏感，对比度较低。

可见光传感器敏感于目标场景的反射，噪声含量较低，获取的图像具有较高的清晰度，能提供目标所在场景的细节信息。

因此将这两种图像进行融合，有利于综合红外图像较好的目标特征和可见光图像清晰的场景信息。

近年来，以小波变换和金字塔分解为代表的多尺度分析方法在红外与可见光图像融合中取得了巨大成功，而小波变换的融合效果一般要优于金字塔分解。

然而尽管小波变换有很多优点，但各向同性的小波基无法精确地表达图像的边缘方向，由于缺乏平移不变性，图像边缘存在块状效应。

为解决这一问题，Candes等人在研究曲线特征最优逼近和图像稀疏表示的基础上提出了Curvelet变换(小曲线变换)，与小波变换相比，其优点在于细尺度下各特征高度各向异性，能更优地逼近曲线，对图像边缘和纹理等细节特征有更好的描述。

但是在可见光与红外图像融合与增强领域，如何选择合适的高频与低频系数的问题一直没有得到很好的解决。

发明内容本发明的目的在于针对现有技术的缺点和不足，提供一种基于Curvelet变换的可见光与红外图像融合方法。

本发明所采用的技术方案是一种基于Curvelet变换的可见光与红外图像融合方法，包括以下步骤步骤1，输入可见光图像与红外图像并进行Curvelet变换，分别得到可见光图像与红外图像的子带系数，所述子带系数包括低频子带系数和高频子带系数；步骤2，根据一个预设的聚焦评价算子，执行步骤2. I得到融合图像的低频子带系数，执行步骤2. 2得到融合图像的高频子带系数；步骤2. 1，根据聚焦评价算子计算可见光图像与红外图像的低频子带系数的聚焦评价值；设置一个滑动窗口，在滑动窗口遍历到任一位置时计算可见光图像与红外图像的低频子带系数的聚焦评价值分别在滑动窗口内的方差，并按照以下的局部方差加权策略计算融合图像的低频子带系数权利要求1.一种基于Curvelet变换的可见光与红外图像融合方法，其特征在于包括以下步骤步骤1，输入可见光图像与红外图像并进行Curvelet变换，分别得到可见光图像与红外图像的子带系数，所述子带系数包括低频子带系数和高频子带系数；步骤2，根据一个预设的聚焦评价算子，执行步骤2. I得到融合图像的低频子带系数，执行步骤2. 2得到融合图像的高频子带系数；步骤2. 1，根据聚焦评价算子计算可见光图像与红外图像的低频子带系数的聚焦评价值；设置一个滑动窗口，在滑动窗口遍历到任一位置时计算可见光图像与红外图像的低频子带系数的聚焦评价值分别在滑动窗口内的方差，并按照以下的局部方差加权策略计算融合图像的低频子带系数2.根据权利要求I所述的基于Curvelet变换的可见光与红外图像融合方法，其特征在于步骤2中，所选择的聚焦评价算子采用梯度能量或Tenenbaum算子或拉普拉斯能量或改进拉普拉斯能量。

Contourlet变换在可见光与红外图像融合中的应用李喆;赵昊【摘要】Contourle变换是一种新的图像多尺度,多方向的表示方法,适合表达具有丰富细节信息及方向信息的图像.它的高频方向子带,捕获了许多传感器图像的显著特征.为了实现红外与可见光图像的融合,采用一种基于Contourlet变换的融合算法,对不同的融合规则对低频子带和多方向的高频子带系数进行融合.对比实验结果表明,在此提出的方法可以获得较好的融合效果,优于基于小波变换的图像融合算法.%The Contourlet transform is a new image multiscale and multi-direction representation suitable for expressing the images with rich detail information and direction information. An infrared and visible image fusion algorithm based on the Contourlet transform is adopted to fuse the low frequency subband coefficients and the high frequency subband coefficients in all directions by suitable fusion rules. The fusion images are reconstructed by using the fusion coefficients. The experimental results show that this algorithm proposed above can get better fusion results than that of wavelet tranform image fusion.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)024【总页数】3页(P93-95)【关键词】图像融合;Contourlet变换;红外;可见光【作者】李喆;赵昊【作者单位】南京航空航天大学信息科学与技术学院,江苏南京 210016;南京航空航天大学信息科学与技术学院,江苏南京 210016【正文语种】中文【中图分类】TN919-340 引言图像融合是指将来自不同传感器的同一目标或同一场景的多幅图像进行综合，得到更为准确、可靠、全面的图像描述的处理过程，属于信息融合范畴。

基于Contourlet变换的彩色图像融合算法李光鑫;王珂【期刊名称】《电子学报》【年(卷),期】2007(35)1【摘要】以红外和彩色可见光图像为研究对象,提出一种基于Contourlet变换的彩色图像融合算法.算法首先通过IHS(Intensity-Hue-Saturation)变换将彩色可见光图像从RGB颜色空间变换到IHS空间,进而利用Contourlet变换和加权融合规则将I分量图像与红外图像进行融合,然后将得到的灰度融合图像进行线性拉伸以获得与I分量相同的均值和方差,最后用拉伸后的灰度融合图像替换原来的I分量,并通过IHS逆变换得到最终的RGB彩色融合图像.算法一方面将Contourlet变换这一新的数学工具引入到图像融合中,另一方面提供了一种新的红外和可见光图像的彩色融合方法.实验结果表明,同样采用本文的彩色融合方法,Contourlet变换的融合结果优于小波变换,而且本文彩色融合方法的融合性能明显超过传统IHS变换融合法.【总页数】6页(P112-117)【作者】李光鑫;王珂【作者单位】吉林大学通信工程学院,吉林长春,130025;吉林大学通信工程学院,吉林长春,130025【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.一种基于无下采样Contourlet变换的多聚焦彩色图像融合算法 [J], 邹蓉2.改进的基于非下采样的Contourlet变换的图像融合算法 [J], 刘卷舒;蒋伟3.基于非下采样Contourlet变换耦合近似度规则的多聚焦图像融合算法 [J], 柏涛涛;王茜娟;谭云兰4.基于非下采样Contourlet变换耦合近似度规则的多聚焦图像融合算法 [J], 柏涛涛;王茜娟;谭云兰;5.基于小波-Contourlet变换的偏振图像融合算法 [J], 沈薛晨; 刘钧; 高明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。