面向拟态变换的异类红外图像融合算法协同嵌接方法研究

来源 :中北大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:zjuxy2001
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拟态融合可以感知异类红外图像(红外光强与偏振图像)间差异特征的变化,派生出满足图像间不同差异特征融合需求的算法,通过算法间协同嵌接形成融合模型,实现异类红外图像自适应融合;其是提高红外探测性能与成像系统智能水平的一种新手段,在智能机器人探测、多模态医学成像诊断、智能化光电侦查及公共安全视频监控系统中具有重要的应用价值。拟态变换是拟态融合实现的核心部分,根据被拟态对象(融合算法)特点,通过对构成融合算法不同层次的基本单元进行变换,完成不同融合算法的生成及算法间组合,实现拟态融合的拟态功能。  拟态变换中,融合算法间协同嵌接是根据异类红外图像间差异特征选择合适的融合算法和融合算法间协同关系,设计满足差异特征融合需求的嵌接方式,进而将不同算法优化组合应用于图像融合;它是拟态变换获得拟态融合图像,满足异类红外图像间类型多样、变化复杂的差异特征融合要求的关键。因此,本文开展面向拟态变换的异类红外图像融合算法协同嵌接方法研究,完成的主要工作如下:  (1)面向拟态变换的融合算法分类研究:基于拟态融合和拟态变换基本概念、原理和特性,根据拟态变换对融合算法分类的要求,提出了一种基于异类红外图像间差异特征迁移能力的融合算法分类方法,实现了以差异特征融合效果为依据的算法有效分类;依据融合算法分类结果,构建了融合算法类集,为拟态变换中可逆变元的构建提供依据;利用算法融合有效度,建立了差异特征与融合算法间关联关系,给出了融合算法选择策略,减少了融合算法选取的盲目性。  (2)融合算法间协同关系研究:论述了融合算法间协同关系的类型,通过剖析算法间不同协同关系与算法融合效果间的关系,给出了不同类型协同关系的特点;提出了一种基于特征相似度的融合算法协同程度评价指标,实验表明,所提评价指标能够反映融合算法间协同程度的强弱,确定融合算法间协同关系;给出了融合算法间协同关系选择策略,为拟态变换中算法间协同关系的选取提供依据。  (3)融合算法的嵌接方式研究:基于融合算法的嵌接方式的不同类型,详细地描述了不同嵌接方式的结构特征;结合实验,分别指出了融合算法的嵌接方式和嵌接结构对融合效果的影响,明确了影响算法的嵌接方式融合性能的关键因素;建立了融合算法的嵌接方式与融合算法间关系,为根据异类红外图像融合需求设计嵌接方式提供了依据。  (4)基于协同嵌接的异类红外图像多融合算法组合方法研究:依据拟态变换对融合算法间协同嵌接的需求,通过建立差异特征与融合算法间协同关系、嵌接方式间联系,构建了以图像差异特征为控制参量的融合算法协同嵌接模型;在此基础上,分别提出了异类红外图像并行协同融合和内嵌协同融合两种组合方法,实验结果表明,所提方法能够实现协同关系与嵌接方式较好匹配,满足拟态变换的要求。
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