贾仁庆 1,2殷高方 2,*赵南京 1,2,**徐敏 2[ ... ]张小玲 5
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院,安徽 合肥 230026
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031
3 合肥学院,安徽 合肥 230601
4 安徽省生态环境监测中心,安徽 合肥 230061
5 安徽大学,安徽 合肥 230601
以鱼腥藻、栅藻和盘星藻为分析对象,通过采集多个焦平面的显微图像,基于拉普拉斯能量与引导滤波以及图像HSV颜色空间饱和度分量分别检测显微图像聚焦区域和失焦区域,研究浮游藻类细胞显微多聚焦图像融合方法,并与小波变换、拉普拉斯金字塔以及脉冲耦合神经网络融合方法进行对比分析。结果表明:鱼腥藻、栅藻和盘星藻融合图像的边缘信息保持度、空间频率、平均梯度分别为0.3529、8.9654、0.0055,0.3778、7.0058、0.0023和0.2940、1.5445、0.0005,均优于对比融合方法,具有更好的边缘信息传递能力及更高的图像清晰度,有效实现了浮游藻类细胞显微多聚焦图像融合,为获取浮游藻类细胞的全景深显微图像提供了思路。
图像处理 浮游藻类细胞 显微 多聚焦图像融合 聚焦区域检测 失焦扩散效应 
光学学报
2023, 43(12): 1210001
作者单位
摘要
广东工业大学 信息工程学院,广东 广州 510006
针对传统多聚焦图像融合算法中融合边缘出现模糊、伪影等问题,提出了一种结合改进拉普拉斯能量和(SML)与差分图像的多聚焦图像融合算法。首先,为了提取源图像的聚焦特征信息,分别通过SML和滤波差分进行聚焦度量,再采用引导滤波获得更多的细节特征;接着,利用像素最大值规则生成初始融合决策图,再对初始融合决策图进行小区域去除消除因聚焦和散焦区域相似造成的噪点,并对融合决策图进行不一致处理,获得更精确的聚焦区域;最后,由逐像素加权平均规则,得到融合图像。实验结果表明,所提出的算法在主观视觉效果和客观评价指标上均优于对比算法,互信息、特征互信息、图像梯度特征在彩色图像上分别提高了0.17%、0.38%和0.11%,在灰度图像上分别提高了0.7%、0.69%和0.33%,并且平均运行时间少于0.5 s,具有较高的计算效率。此外,该算法能够较好地保留源图像信息的完整性,融合图像边缘清晰、无伪影。
多聚焦图像融合 改进拉普拉斯能量和 差分图像 聚焦区域检测 multi-focus image fusion sum-modified-Laplacian difference image focus region detection 
液晶与显示
2023, 38(4): 524
作者单位
摘要
南京邮电大学自动化学院、人工智能学院,江苏 南京 210023
针对现有基于深度学习的图像融合算法中存在图像特征提取尺度单一、卷积核感受野小、不能有效突出显著特征等问题,提出了一种基于含注意力机制的多尺度空洞卷积网络的多聚焦图像融合算法。首先,构造一种多尺度空洞卷积模块,通过不同的扩张率改变卷积的感受野,从而提取源图像中的多尺度特征。此外,在多尺度空洞卷积模块中引入注意力机制,能自适应地选择显著性特征,进一步提高融合性能。所提融合网络包含特征提取、特征融合和图像重建等3个部分,其中特征提取部分主要由多尺度空洞卷积模块构成。相关实验结果表明,所提算法与现有基于深度学习的算法相比具有一定的竞争力。消融实验也验证了所提多尺度空洞卷积模块能强化网络的特征提取能力,提高图像融合质量。
图像处理 多聚焦图像融合 多尺度 空洞卷积 残差学习 注意力机制 
激光与光电子学进展
2023, 60(2): 0210003
作者单位
摘要
1 武昌首义学院信息科学与工程学院,湖北 武汉 430064
2 武汉大学工业科学研究院,湖北 武汉 430072
3 湖北工业大学计算机学院,湖北 武汉 430068
4 浙江省测绘科学技术研究院,浙江 杭州 311100
针对传统方法不能充分挖掘图像聚焦关联信息导致融合细节失真的问题,提出了一种基于深度密集卷积神经网络协同检测的多聚焦图像融合方法。将多聚焦源图像进行集成实现协同聚焦特征检测,利用深度密集卷积神经网络的特征复用、低级特征与高级特征相结合等特点,来加强多聚焦图像特征表达能力,可以更好地挖掘图像语义信息。采用多尺度金字塔池化策略聚合不同聚焦区域的全局上下文信息,增强聚焦与离焦的区分能力,得到粗略融合概率决策图。进一步采用卷积条件随机场对其进行优化,获得精细化概率决策图,最终得到细节保持的融合图像。将一对多聚焦图像合并为6通道送入网络进行训练,保证了训练时聚焦图像相关性。利用公开数据集对提出的融合方法进行主观与客观评价,实验结果表明该方法具有较好的融合效果,能够充分挖掘聚焦关联信息、保留足够的图像细节。
图像处理 多聚焦图像 图像融合 密集卷积神经网络 金字塔池化 协同检测 
激光与光电子学进展
2022, 59(24): 2410004
作者单位
摘要
兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃 兰州 730070
为了较好地平滑边缘区域,避免边缘衔接处产生伪影,提出了一种基于双尺度分解与随机游走的多聚焦图像融合方法。首先,将源图像利用高斯滤波分解为大尺度与小尺度聚焦图,对分解得到的大尺度和小尺度聚焦图采用不同的引导滤波对其边缘进行平滑;然后,将大尺度与小尺度聚焦图作为随机游走算法的标记节点通过融合算法得到初始决策图,并再次使用引导滤波对决策图进行优化;最后,根据决策图对源图像进行重构,得到最终融合图像。实验结果表明,所提方法较好地获取了源图像中的聚焦信息,更好地保留了聚焦区域的边缘纹理及细节信息,在主观评价和客观评价指标方面均取得了更优的效果。
图像处理 多聚焦图像融合 高斯分解 随机游走 引导滤波 
激光与光电子学进展
2022, 59(22): 2210011
胡亮 1,2胡学娟 1,2,3,*黄圳鸿 1,2徐露 1,2连丽津 2,3
作者单位
摘要
1 深圳技术大学中德智能制造学院, 广东 深圳 518118
2 广东省高校先进光学精密制造技术重点实验室, 广东 深圳 518118
3 广东省微纳光机电工程技术重点实验室, 广东 深圳 518118
多聚焦图像融合作为一种有效的信息融合方法,在图像处理和计算机视觉领域引起了越来越多的关注。提出了一种基于离散Walsh-Hadamard变换(DWHT)和引导滤波的多聚焦图像融合算法。首先,提出了一种新的聚焦区域检测方法,该方法运用DWHT并计算L1范数得到初始决策图;然后,运用数学形态学方法和引导滤波优化生成最终决策图;最后,由像素加权平均规则和最终决策图得到融合图像。为验证所提算法的有效性,选择3组研究中普遍使用的多聚焦图像进行实验,并将该算法运用于实际应用中采集到的2组多聚焦序列图像,与其余几种算法相比,所提算法在主观定性分析和客观定量评价指标上均表现出明显的优势。实验结果表明,与其他多聚焦图像融合算法相比,所提算法能更有效地从源图像中提取聚焦区域,增强融合图像的细节保留能力和空间连续性。
图像处理 多聚焦图像融合 离散Walsh-Hadamard变换 引导滤波 聚焦区域检测 
激光与光电子学进展
2021, 58(22): 2210003
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
多聚焦图像融合技术是为了突破传统相机景深的限制,将焦点不同的多幅图像合成一幅全聚焦图像,以获得更加全面的信息。以往基于空间域和基于变换域的方法,需要手动进行活动水平的测量和融合规则的设计,较为复杂。所提出的方法与传统的神经网络相比增加了提取浅层特征信息的部分,提高了分类准确率。将源图像输入训练好的多尺度特征网络中获得初始焦点图,然后对焦点图进行后处理,最后使用逐像素加权平均规则获得全聚焦融合图像。实验结果表明,本文方法融合而成的全聚焦图像清晰度高,保有细节丰富且失真度小,主、客观评价结果均优于其他方法。
多聚焦图像融合 卷积神经网络 多尺度特征 multi-focus image fusion convolutional neural network multi-scale features 
光学仪器
2021, 43(5): 40
作者单位
摘要
南京信息工程大学 电子与信息工程学院,江苏 南京 210044
针对同一目标不同焦点图像优势互补的需求和现有多焦点图像融合算法存在焦点不清晰、边缘模糊和重影等问题,引入一种基于参数自适应脉冲耦合神经网络(PAPCNN)和卷积稀疏表示(CSR)的多聚焦图像融合算法。在非下采样剪切波变换(NSST)分解高低频子带的基础上,采用CSR融合低频子带系数,其中的高频子带系数利用一种参数自适应PCNN算法(PAPCNN)进行融合,并且对PAPCNN中的隐函数β进行改进,达到更好的融合效果。仿真实验结果表明,该方法解决了传统PCNN算法在融合图像时参数设置困难和传统稀疏表示细节保存性能不佳的问题,在视觉效果和客观指标方面与现有主流融合算法相比均具有较大优势。
图像融合 多聚焦图像 非下采样剪切波变换 参数自适应PCNN 卷积稀疏表示 image fusion multi-focus image Nonsubsampled Shearlet Transform Parameter Adaptive PCNN Convolutional Sparse Representation 
太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(3): 471
作者单位
摘要
西安建筑科技大学 理学院,陕西 西安 710055
为更好地保留原图像信息,提高图像融合性能,提出一种改进VGG卷积神经网络与边缘像素统计特征相结合的融合算法。首先,该算法将完整图像拆分成图像块,以图像块的预处理来获取较高的图像分类,精度达到0.985以上,以改进的VGG卷积神经网络来加快模型收敛速度,当图像块输入到网络当中,可以初步得到二分类的权值矩阵。其次,在高频细节部分,对于左聚焦图像和右聚焦图像的清晰模糊模块分别进行模糊化处理,根据像素点之间的统计特征经阈值分割后得到有明显边界的权值矩阵。最后,结合两次分割的权值矩阵,通过加权求和的融合策略,得到处处清晰的聚焦图像。为说明算法有效性,在实验部分展示其融合主观视觉效果图与信息熵等客观评价,该算法对比其他算法表现突出,可较好地保留原图像的信息。
图像融合 VGG 图像分块 统计特征 多聚焦图像 image fusion VGG image segmentation statistical features multi-focus image 
应用光学
2020, 41(3): 500
作者单位
摘要
1 广州番禺职业技术学院 信息工程学院,广东 广州 511483
2 广州大学 计算机学院,广东 广州 510665
当前较多图像融合算法主要是通过图像的能量信息来完成系数融合,忽略了图像的纹理特征,导致融合结果中存在吉布斯以及块现象等缺陷。设计了二代 Curvelet变换耦合纹理信息调节的融合算法,该算法采用二 代 Curvelet变换,从输入图像中获取不同的 Curvelet系数,采用图像的 R(Red),G(Green),B(Blue)值,构造纹理信息因子,测量图像的纹理信息,并联合图像的信息熵特征,定义低频信息融合机制,完成低频系数的融合 ,使融合图像具有更多的纹理信息。利用图像的平均梯度特征建立高频信息融合方法,实现高频系数的融合,使其含有更多的边缘细节信息。测试结果显示:与已有的融合算法相比,该算法的融合图像更为清晰,没有吉布 斯和块现象,具有更大的交互信息量和标准差值。
纹理信息因子 图像融合 信息熵 多聚焦图像 平均梯度 二代 Curvelet变换 texture information factor image fusion information entropy multi -focus image average gradient second generation Curvelet transform 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 456

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