基于Matlab的图像融合研究设计

背景

数字图像融合主要基于图像作为研究核心的数据融合技术体系，并其本质是将多个不同特征模式进行综合处理。

通过图像传感器捕获同一场景下拍摄的不同图像或在同一时间点从同一传感器捕捉到的画面。

多个镜头下的场景通过合成技术生成一个统一的图像过程。本文首先阐述了数字图像融合的概念及其理论基础

阐述现状及研究热点，并详细阐述图像融合的技术规范、实现路径及流程。具体给出了三种典型方案

具体而言,该融合算法程序包括主成成分分析算法、金字塔式图像融合算法以及基于小波变换的方法程序,

在最后论述了图像融合技术在军事、医学图像和遥感测控中的应用。

关键词：图像融合 小波变换 Matlab

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1、 绪论

1.1 课题开发背景

1.1.1 图像融合的定义

数字图像融合（Digital Image Fusion）是以图像为主要研究内容的数据融

融合技术即通过多种不同的图像传感器捕获同一场景下的多幅图像或同一传感数据

该装置在不同时期获取同一场景下的多幅图像后进行整合，并基于不同的模式完成合成过程。

基于不同图像传感器的工作原理，在其工作电磁波谱范围有所差异的情况下，能够获取高质量图像数据。

能够从同一场景下的多个图像中提取出存在信息上的冗余性与互补性的特征描述，并通过图像融合技术处理后得到

通过使用综合图像，则能够更加全面且精确地描述所研究的对象。正是因为这一特点，图形

融合技术现已成为一种广泛应用的前沿技术手段，在军事与国防领域以及遥感技术和计算机视觉领域均展现出显著的应用价值，并延伸至医学影像处理等多个相关领域。

数字图像融合作为图像分析的关键技术之一具有重要意义，在这一领域的研究中已经取得了显著成果，并已在数字地图拼接、全景图等多种领域得到了广泛应用

在虚拟现实等领域的应用十分广泛。尽管 Photoshop 等图像处理软件提供了图像处理功能。

该功能可采用拖拽界面完成图像拼接过程。然而，在现有技术中，这种纯手工操作的方式被广泛使用，并未体现出智能化特点。

然而，在效果欠佳的情况下

的计算能力和应用以及强大的功能模块库,如图像处理、小波分析等模块涵盖了许多经典的算法.

该系统构建了一个高度便捷高效的算法研究平台，并让研究人员能够专注于核心问题的研究。

算法上而不是编程上，从而能大大提高研究效率。

1.1.2 手动配准与图象融合

图像融合涵盖配准与无接缝融合两大模块.在成像过程中会受到多种形变的影响.

该因素的存在导致所获得的各种图像之间呈现出一定的几何差异。实现图像配准的过程主要是通过建立数学模型来进行计算。

对图像间存在的几何畸变进行校正，并将相邻两幅图像投影到同一个坐标系中进行处理

通过同一景物在多处局部区域之间的对应关系建立起来，便于实现图像无缝拼接。本文采用

Matlab 中的 cpselect 和 cp2tform 函数实现了几何配准功能。cpselect 函数用于展示图像配准界面。

人工选择两幅图像的重叠区域作为配准控制点，在此区域内Matlab自动执行亚像素级精确匹配算法

cp2tform 函数值正重叠部分的几何差异。

经过图像对齐后，在考虑到各重叠区域间的差异性存在的情况下，在这种情况下（即在这种情况下），这样的结果会怎样？

在进行安装操作时，在指定区域可能会导致明显的对接缝隙

相邻的颜色值通过渐变处理使图像平滑过渡达到无损结合的效果 传统的融合方法主要是在时间域对图像进行融合

类似于在频域执行算术运算，在数学框架下未对处理图像时的频率域变化进行分析。

缝补操作即基于图像颜色或灰度曲面进行光滑连接；然而，在实际应用中其图像拼接过程与灰度/彩色平面曲面拟合相关联

不同的平滑效果体现在对图像的颜色或灰度曲面进行平滑处理时的表现形式上。这种处理会使得颜色或灰度的变化变得更为柔和，并进而影响到图像模块化的程度。

糊不清。

1.1.3 图象融合研究的发展现状和研究热点

诸多图像融合技术中的一种是基于小波变换的图像融合方法，在该领域已被广泛采用。

当前成为关注的热点问题。该类算法主要基于人类对局部对比度变化具有高度敏感性的认知机制

基于预设的融合准则，在多个原始图像中筛选出最具代表性的特征如边缘、线条等典型元素。

将这些关键特征保留在最终合成的图像中，并在小波变换后的图像中，在这些位置上出现绝对值较大的系数时，则表示该区域的能量较高

小波系数能够反映图像边界这些明显的特性,因此大部分基于小波变换的图像融合过程能够有效地捕捉到这些关键特征

该算法的核心目标在于确定合成图像中各个方向的小波系数的具体选择问题。

其中数值的确定能够实现图像边缘的保留目标。尽管小波系数（尤其是高频部分）的选择对于图像边缘的保留具有重要影响。

像的边缘等特征特别重要, 但尺度系数(低频系数)则决定了图像的轮数

廉,科学地确定尺度系数对于优化合成图像的整体视觉质量至关重要.

该文提出了一种基于小波变换的图像融合算法，在考虑小波系数选取标准的情况下

在该基础上，还深入探讨了小波系数的选择标准。小波系数的选取则以绝对值最大的为依据。

基于该标准，并经过验证选择了方案的一致性。即一致性的定义是指，在任何给定的空间像素上

点，其小波系数的选择方案应和其邻近点一致。本文设计了三种选择尺度系数的

针对这三种方法，在理论分析与仿真验证的基础上进行了系统比较研究，并最终筛选出一种最优的解决方案

改写说明

个算法较好地保持了图像的边缘，具有较好的视觉效果。