[发明专利]基于光学非下采样轮廓波变换的图像融合方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体地讲，是一种基于光学非下采样轮廓波(contourlet)变换的图像融合方法和装置。

背景技术

随着传感器技术的发展，单一的可见光模式逐渐发展为多种传感器模式。各种传感器具有不同的成像机理、不同的工作波长范围、不同的工作环境与要求，完成不同的功能。由于传感器自身物理特性、成像机理和观察视角等各个方面的种种限制，单一的图像传感器往往不能够从场景中提取足够的信息，以致于很难甚至无法独立获得对一幅场景的全面描述。为了满足实际中的需要，充分利用多传感器的数据信息，各种数据融合技术快速发展起来。图像融合是数据融合的一个非常重要的分支，是20世纪70年代后期提出的概念，是综合传感器、图像处理、信号处理、计算机及人工智能的现代高新技术。目前，图像融合技术在许多领域都得到了广泛的应用，包括视频监控、小区安防、自动识别、计算机视觉、医学图像处理。

通常情况下，红外图像可提供较完整的目标信息，但是其背景信息却模糊不清；相反地可见光图像能够提供全面的背景信息，但目标信息不明显。通过图像融合技术，可获取目标和背景信息均较为清晰的融合后图像。

小波变换是图像处理的有效工具，它能针对图像的特定频率成分进行处理，并很好地反映信号的零维奇异特征，已被成功地应用于图像融合中。但是，常用的二维小波是由两个一维小波的张量积形成，其方向选择性有限，且各向同性，难以很好地表示图像的边缘、轮廓和纹理等具有高维奇异性的几何特征。

非下采样轮廓波变换是一种真正意义上的图像的二维表示方法，具有良好的多分辨率、局部化和方向性等优良特性，并且具有平移不变性。它将小波的优点延伸到高维空间，能够更好地刻画高维信息的特征，更适合应用于图像融合中，提高融合图像的精确性和可靠性。

但是，非下采样轮廓波变换在计算机中进行计算时的庞大的计算量制约了其应用的进一步推广，基于非下采样轮廓波变换的图像融合技术具有融合速度慢的显著缺点，难以满足图像融合的实时性的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是要提供一种图像融合速度快的基于光学非下采样轮廓波变换的图像融合方法和装置。

为此，本发明提供了一种基于光学非下采样轮廓波变换的图像融合方法，按照以下步骤进行：将红外图像和可见光图像分别进行光学非下采样轮廓波变换，对应地得到红外图像的非下采样轮廓波变换的第一数值结果和可见光图像的非下采样轮廓波变换的第二数值结果；将第一数值结果和第二数值结果经过融合决策处理后得到融合后图像的非下采样轮廓波变换的第三数值结果；将第三数值结果进行非下采样轮廓波逆变换，得到融合后图像；融合决策处理为对于第一数值结果和第二数值结果进行加权求和。

根据本发明的一个方面，融合决策处理为对于第一数值结果和第二数值结果中对应位置上的系数，首先比较两个系数的绝对值，将绝对值大的系数的加权系数置为0.7，绝对值小的系数的加权系数置为0.3，然后将第一数值结果和第二数值结果进行加权求和得到第三数值结果。

本发明还提供了一种基于光学非下采样轮廓波变换的图像融合装置，包括光学非下采样轮廓波变换模块、融合决策模块和非下采样轮廓波逆变换模块，光学非下采样轮廓波变换模块用于将红外图像和可见光图像分别进行光学非下采样轮廓波变换，对应地得到红外图像的非下采样轮廓波变换的第一数值结果和可见光图像的非下采样轮廓波变换的第二数值结果；融合决策模块用于将第一数值结果和第二数值结果经过融合决策处理后得到融合后图像的非下采样轮廓波变换的第三数值结果；非下采样轮廓波逆变换模块用于将第三数值结果进行非下采样轮廓波逆变换，得到融合后图像；融合决策模块进行融合决策处理为对于第一数值结果和第二数值结果进行加权求和。