针对图像融合中不能对未知图像自适应地找到最佳融合规则的问题, 本文以双色中波红外图像为例, 提出了一种差异特征驱动的融合模型。该模型首先在选定最佳融合评价指标的基础上, 找到与融合规则相对应的图像特征, 然后利用可能性理论构造图像特征分布的隶属度函数, 建立差异特征与融合规则的映射关系, 进而构建差异特征驱动的融合模型。实验结果表明, 该模型与传统融合方法相比较, 在主观认知上更能反映真实场景的信息, 在客观评价中约有 95%的指标参数优于其他方法。
双色中波 差异特征驱动融合 隶属度函数 映射关系 dual-color MWIR fusion driven by discrepant features membership function mapping relationship
中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
基于滑动窗口的图像处理方法具有抗干扰能力强、突出图像局部信息等特点, 在图像处理领域得到广泛应用。针对最优窗口大小的选择问题, 提出了一种自适应尺寸的滑动窗口方法。该方法首先对作用图像进行边缘检测, 然后采用固定区域顶点的方式, 根据该区域所含边缘的数量, 自适应地放大滑动窗口尺寸, 直到区域中的边缘数量大于某一阈值为止。并将这种自适应滑动窗口引入双色中波红外图像差异特征驱动的融合模型中, 仿真结果表明, 改进后的融合模型与原始模型及传统融合方法相比, 融合效果在主观观察和客观评价中均有显著提高。
双色中波红外 图像融合 自适应滑动窗口 差异特征驱动的融合模型 dual-color MWIR image fusion adaptive sliding window fusion model driven by discrepant features
中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
提出了一种基于离散小波变换 DWT(discrete wavelet transform)的红外偏振与光强的融合方法。该算法采用 DWT对源图像进行多尺度分解, 然后对低频子带系数采用局部能量融合, 而对高频子带系数采用消除高频噪声与局部均方差准则结合进行融合, 最终通过逆变换得到重构的融合图像。实验结果表明, 与加权平均融合和绝对值较大法的融合规则相比, 局部标准偏差、粗糙度、对比度、局部熵分别提高了 1.1%, 3.0%, 15.2%, 2.6%, 从而可以看出文中的融合方法具有一定的优势和现实意义。
红外偏振 红外光强 离散小波变换 融合规则 infrared polarization infrared intensity discrete wavelet transform (DWT) fusion rule
中北大学 信息与通信工程学院，山西 太原 030051
针对红外偏振与红外光强图像的成像特征差异，提出了一种基于NSCT（Nonsubsampled Contourlet Transform）的红外偏振与红外光强图像的新融合算法。该算法首先采用NSCT对源图像进行多尺度、多方向分解，然后对低频子带图像采用局部能量融合规则，融合后再对低频融合图像进行直方图均衡化处理，而对高频方向子带图像采用了模糊逻辑，根据各图像的特征差异来分别选择基于像素、基于区域和加权平均的融合规则，再对得到的各个子带图像进行NSCT重构，从而得到最终的融合图像。通过实验仿真表明本文算法能有效的融合源图像的互补信息，使得该算法在目标识别中具有一定的优势和现实意义。
图像融合 红外偏振 红外光强 image fusion infrared polarization infrared intensity NSCT NSCT
中北大学 信息与通信工程学院，山西 太原 030051
针对双色中波红外图像特征数目庞大，不易于对其双波段成像差异进行综合分析的问题，提出一种基于统计特征的三级特征选择模型。该模型先对双波段的原始统计特征进行标准化处理，然后根据其在四组双波段图像中的分布，经过显著差异级、一致差异级、特殊差异级的分析，选择出能够满足双波段图像差异分布规律的有效统计特征。在特征选择的基础上，利用局部线性嵌入(LLE)的特征提取方法对有效统计特征进行降维处理。实验数据表明，经该特征选择与提取后的单维特征能够综合反映双波段图像的差异幅度，达到了利用少量特征对双波段差异综合分析的目的。
双色中波 统计特征 特征选择 特征提取 局部线性嵌入 dual-color mid-wave statistical features feature selection feature extraction locally linear embedding
中北大学信息与通信工程学院，山西 太原 030051
针对双色中波红外图像特征空间维数高，不易于对其双波段成像差异进行综合分析的问题，提出了一种基于赋权思想及雷达图的双波段图像差异纹理特征的分析方法。该方法首先构造一个特征选择矩阵，利用其选择出能够满足双波段图像差异分布规律的有效纹理特征；然后利用赋权思想将差异不显著的纹理特征去除；最后采用雷达图对保留下的差异特征进行高维显示，并由雷达图中多边形的形状信息得到维数较少的图形特征。实验数据表明，降维后的特征能够综合反映双波段图像的纹理差异幅度，为后期差异特征驱动的多级融合方法探索奠定了基础。
双色中波 赋权思想 雷达图 图形特征 差异特征驱动 dual-color MWIR empowerment thinking radar chart dimensionality reduction graphics features
1 中北大学电子与计算机科学与技术学院，山西 太原 030051
2 中北大学理学学院，山西 太原 030051
双色中波红外成像是红外多波段探测研究的重要分支，以双色中波成像及其图像处理为线索，按照“探测—成像—融合”的思路，从双色中波探测器研制、探测成像应用、成像特性分析和图像融合4个方面分析了双色中波红外成像融合技术的研究现状，指出了双色中波图像融合研究中存在的问题及其原因，提出了在双色中波红外图像差异特征形成机理研究基础上，探索差异特征驱动的多级融合方法、融合工程化及建立新的图像融合评价方法的发展思路。
红外成像 双色中波 成像特性 融合方法 infrared imaging dual–color mid-wave infrared imaging characterizations image fusion
中北大学 信息与通信工程学院，山西 太原 030051
针对传统颜色迁移算法计算量大、对图像无法准确进行颜色迁移的问题，提出一种基于形态学变换和快速模糊C均值聚类(FFCM)的灰度图像颜色迁移算法。首先对目标图像进行腐蚀膨胀运算，消除亮度不均匀的区域，通过FFCM聚类算法对目标图像进行准确聚类，然后在目标图像与源图像中选取对应样本块，完成样本块的颜色迁移，并以已上色的样本块为参考，完成图像的全局颜色迁移。实验结果表明:与Welsh和FCM算法相比较，本文算法处理时间分别缩短64.29 %和54.25 %，结果图像在类间交界处的颜色过渡更加自然，证明了算法的有效性。
形态学变换 FFCM聚类 颜色迁移 图像处理 morphology transformation FFCM cluster color transfer image processing
1 中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西太原 030051
2 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原 030051
在深入分析双色中波红外被动热成像过程的基础上，明确了双色中波红外成像的影响因素，建立了点目标的双色中波红外图像的形成模型，并对模型进行了仿真实验，揭示了双色中波红外点目标成像特性差异的形成机理，明确了双色中波红外点目标成像在灰度值、目标受环境影响和目标背景对比度等三个方面存在的差异，通过实验图像的差异特征验证了这些成像特性差异存在的普遍性，为双色中波图像特征提取、融合规则和融合权重确定等提供了依据。
红外成像 双色中波 特性差异 点目标 infrared imaging dual-color wave characteristic differences point target
