图像融合层次
像素级、特征级和决策级的融合方法
像素级、特征级和决策级的融合方法随着计算机视觉和图像处理技术的不断发展，图像融合成为了一个重要的研究领域。
图像融合是指将多幅图像融合成一幅新的图像，以提取出更多的有用信息或改善图像质量。
在图像融合中，像素级、特征级和决策级是常用的融合方法。
像素级融合是指对图像的每个像素进行操作，将多幅图像的像素进行加权平均或其他运算，得到融合后的图像。
这种方法简单直接，但容易造成图像信息的混淆和失真。
为了解决这个问题，特征级融合方法被提出。
特征级融合是指对图像的特征进行操作，将多幅图像的特征提取出来，再进行融合。
常用的特征包括边缘、纹理、颜色等。
特征级融合可以提取出更多的细节信息，但也容易受到特征提取算法的影响。
为了克服像素级和特征级融合的局限性，决策级融合方法被提出。
决策级融合是指将多幅图像的决策结果进行融合，得到最终的决策结果。
这种方法充分利用了各个图像的决策信息，可以提高融合结果的准确性和稳定性。
决策级融合方法广泛应用于目标检测、图像识别等领域。
在实际应用中，将像素级、特征级和决策级融合方法结合起来，可以得到更好的融合效果。
例如，在目标检测中，可以先对图像进行像素级融合，得到融合后的图像；然后对融合后的图像进行特征提取，得到融合后的特征；最后将融合后的特征输入到决策模型中，得到最终的目标检测结果。
这种融合方法可以综合利用像素级、特征级和决策级的信息，提高目标检测的准确性和鲁棒性。
除了像素级、特征级和决策级的融合方法，还有其他的融合方法可以用于图像融合。
例如，基于小波变换的融合方法可以将图像进行小波变换，然后将变换系数进行加权平均或其他运算，得到融合后的图像。
这种方法可以提取出图像的多尺度信息，适用于不同尺度的图像融合任务。
像素级、特征级和决策级的融合方法是图像融合中常用的方法。
这些方法各有优缺点，可以根据具体的应用场景选择合适的方法。
同时，结合不同的融合方法，可以得到更好的融合效果。
图像融合是一个广泛研究的领域，未来还有很多待解决的问题，希望通过不断的研究和探索，能够进一步提高图像融合的效果和应用范围。
图像融合
图像融合是将两幅或多幅图像融合在一起，以获取对同一场景的更为精确、更为全面、更为可靠的图像描述。
融合算法应该充分利用各原图像的互补信息，使融合后的图像更适合人的视觉感受，适合进一步分析的需要；并且应该统一编码，压缩数据量，以便于传输。
图像融合可分为三个层次:1. 像素级融合2. 特征级融合3. 决策级融合其中像素级融合是最低层次的融合，也是后两级的基础。
它是将各原图像中对应的像素进行融合处理，保留了尽可能多的图像信息，精度比较高，因而倍受人们的重视。
像素级的图像融合方法大致可分为三大类:1. 简单的图像融合方法2. 基于塔形分解（如Laplace塔形分解、比率塔等）的图像融合方法3. 基于小波变换的图像融合方法小波变换是图像的多尺度、多分辨率分解，它可以聚焦到图像的任意细节，被称为数学上的显微镜。
近年来，随着小波理论及其应用的发展，已将小波多分辨率分解用于像素级图像融合。
小波变换的固有特性使其在图像处理中有如下优点：1. 完善的重构能力，保证信号在分解过程中没有信息损失和冗余信息；2. 把图像分解成平均图像和细节图像的组合，分别代表了图像的不同结构，因此容易提取原始图像的结构信息和细节信息；3. 具有快速算法，它在小波变换中的作用相当于FFT算法在傅立叶变换中的作用，为小波变换应用提供了必要的手段；4. 二维小波分析提供了与人类视觉系统方向相吻合的选择性图像。
——像素级图像融合的主要步骤以两幅图像的融合为例。
设A，B为两幅原始图像，F为融合后的图像。
若对二维图像进行N层的小波分解，最终将有(3N+1)个不同频带，其中包含3N 个高频子图像和1个低频子图像。
其融合处理的基本步骤如下：（1）对每一原图像分别进行小波变换，建立图像的小波塔型分解；（2）对各分解层分别进行融合处理。
各分解层上的不同频率分量可采用不同的融合算子进行融合处理，最终得到融合后的小波金字塔；（3）对融合后所得小波金字塔进行小波重构，所得到的重构图像即为融合图像。
使用计算机视觉技术进行图像融合的方法和实用工具
使用计算机视觉技术进行图像融合的方法和实用工具随着计算机视觉技术的发展和应用范围的扩大，图像融合成为了一个热门的研究领域。
图像融合是指将多幅不同的图像合成为一幅新的图像，旨在融合各种图像的优点和特点，提供更加全面和详细的信息。
在这篇文章中，我们将讨论一些常用的方法和实用工具，用于实现图像融合的目标。
1. 像素级融合方法：像素级融合方法是最常见的图像融合方法之一，其基本思想是将两幅或多幅图像的每个像素进行加权求和，从而融合为一幅新的图像。
常用的像素级融合方法包括平均法、加权法等。
平均法通过对多幅图像的像素做均值处理，实现图像的平滑与融合；加权法则通过给不同图像的像素赋予不同的权重，达到突出某些特定区域或保留某些特定信息的效果。
2. 尺度空间融合方法：尺度空间融合方法主要基于图像中的不同频率信息进行图像融合。
传统的尺度空间融合方法利用小波变换、多尺度分解等技术，分别对多个尺度的图像进行融合，并最终合成一幅融合图像。
这种方法可以在不同空间尺度上提取丰富的特征信息，并实现不同尺度信息的有效融合。
3. 基于特征的融合方法：基于特征的融合方法将图像的特征信息作为图像融合的主要依据。
常用的特征包括边缘信息、纹理信息、颜色信息等。
通过提取并融合不同图像的特征信息，可以实现更精细和准确的图像融合效果。
这种方法常用于医学图像融合、卫星图像融合等领域。
除了上述方法，还有一些实用工具可供实现图像融合的目标。
以下是其中几种常用的实用工具：1. OpenCV：OpenCV是一个开源的计算机视觉库，提供了丰富的图像处理和计算机视觉算法。
它可以用于实现图像融合的方法和技术，提供了一系列函数和工具，如图像加载、变换、融合等，使得图像融合的实现更加方便和高效。
2. MATLAB：MATLAB是一种高级的数学计算和数据可视化软件，也用于图像处理和计算机视觉领域。
MATLAB提供了许多有关图像融合的工具箱，如图像处理工具箱、图像融合工具箱等，可以快速实现图像融合的方法和算法。
遥感入门图像融合ppt课件
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图像融合处理
• 当代航天遥感系统已能为用户提供高空间分辨率、 高波谱分辨率和高时间分辨率的海量图像。如何将 同一地区的各种遥感图像的有用信息融合在一起是 遥感应用研究的课题之一。
• 从二十世纪70年代的航天遥感应用的研究和实践表 明：由于在可见光和红外波段，各类植被的响应大 都互相重叠。因此，单用一种多光谱图像进行分析， 要解决土地覆盖、耕地和森林资源监测、军事侦察 等问题是不可能的。
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2.基于彩色空间变换的影像融合法-- 彩色变换
• 遥感图像融合方法的关键技术之一是彩色变换， 下面首先简单介绍彩色变换。
• 彩色变换又称为彩色编码，所谓彩色变换即为两 种彩色模型编码系统之间的变换。
• 彩色模型指的是某个三维彩色空间的一个可见光 子集。它包含某个彩色域的所有彩色，彩色模型 的用途是在某个彩色域内方便地指定彩色。由于 任何一个彩色都只是可见光的子集，所以任何一
个彩色模型都无法包含所有的可见光。
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基于彩色空间变换的影像融合法
– 首先，必须将图像进行严格的几何校正，使不同的 遥感图像在几何上能完全匹配，并且分辨率一致。
– 将多波段图像由RGB彩色系统变换到IHS彩色系统 中；
– 用高分辨率的图像代替I分量，进行彩色逆变换，就 可以得到融合图像
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H arctan[
2R G B ] C 3 (G B )
C 0, ifG B
C
, if
G B
S 6 R 2 G 2 B 2 RG RB GB 3
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3.基于PCA变换的融合
对低分辨率图像进行PCA变换后，以高空间 分辨率图像代替第一主成分，进行反变换。
图像融合技术原理
1 引言
图像融合就是通过一种特定算法将两幅或多幅图像合成为一幅新图像。 该技 术有基本的体系，主要包括的内容有：图像预处理，图像融合算法，图像融合评 价，融合结果。图像融合系统的层次划分为：像素层融合、特征层融合、决策层 融合，目前绝大多数融合算法研究都集中在这一层次上。 图像预处理技术主要包 括两个方面的任务：图像去噪、图像配准；图像融合算法从最初简单的融合算法 （加权、最大值法）发展为复杂多分辨率的算法（金字塔、小波法等） ；图像融 合的性能评价主要有两个大的方面：主观评价及客观评价，由于在实际中不存在 理想图源， 所以一般采用较易实现的评价标准， 结合主观视觉给出最合理的评价。
图像1 联 合 属 性 说 明
图像2
配 准
像 素 级 融 合
特 征 提 取
图像n
图 2 像素层图像融合示意图
②特征层图像融合：如图 3 所示，特征级图像融合是从各个传感器图像中提 取特征信息，然后综合分析和处理的过程。提取的特征信息是像素信息的充分表 示量或充分统计量，典型的特征信息包括边缘、形状、轮廓、角、纹理、相似亮 度区域等。它属于中间层次的图像融合，为决策级融合做准备。特征级融合对传 感器对准要求不如像素级严格，因此图像传感器可分布于不同平台上。特征级图 像融合的优点在于实现了可观的信息压缩，变于实时处理。
பைடு நூலகம்
2.2
图像的预处理
在图像融合前，对输入图像进行特征抽取、分割和匹配前所进行的处理。图 像预处理的主要目的是消除图像中无关的信息，恢复有用的真实信息，增强有关 信息的可检测性和最大限度地简化数据，从而改进图像融合的效果。预处理过程 一般有数字化，平滑，复原和增强等步骤。根据所选用的图像传感器类型及图像 融合的目标，对待融合图像进行预处理。主要包括以下几个方面： ① 数字化 一幅原始照片的灰度值是空间变量(位置的连续值)的连续函数。 在 M*N 点阵 上对照片灰度采样并加以量化(归为 2b 个灰度等级之一)，可以得到计算机能够 处理的数字图像。为了使数字图像能重建原来的图像，对 M、N 和 b 值的大小就 有一定的要求。在接收装置的空和灰度分辨能力范围内，M、N 和 b 的数值越大， 重建图像的质量就越好。 当取样周期等于或小于原始图像中最小细节周期的一半时， 重建图像的频谱 等于原始图像的频谱，因此重建像与原始图像可以完全相同。由于 M、N 和 b 三 者的乘积决定一幅图像在计算机中的存储量， 因此在存储量一定的条件下需要根 据图像的不同性质选择合适的 M、N 和 b 值，以获取最好的处理效果。 ② 平滑 消除图像中随机噪声的技术。 对平滑技术的基本要求是在消去噪声的同时不 使图像轮廓或线条变得模糊不清。常用的平滑方法有中值法、局部求平均法和 k 近邻平均法。局部区域大小可以是固定的，也可以是逐点随灰度值大小变化的。 ③ 复原 校正各种原因所造成的图像退化， 使重建或估计得到的图像尽可能逼近于理 想无退化的像场。在实际应用中常常发生图像退化现象。例如大气流的扰动，光 学系统的像差，相机和物体的相对运动都会使遥感图像发生退化。基本的复原技 术是把获取的退化图像 g(x，y)看成是退化函数 h(x，y)和理想图像 f(x，y)的 卷积。它们的傅里叶变换存在关系 G(u，v=H(u，讨 F(u，v)。 根据退化机理确定退化函数后，就可从此关系式求出 F(u，v)，再用傅里叶 反变换求出 f(x，y)。图像复原的代数方法是以最小二乘法最佳准则为基础。寻 求一估值，使优度准则函数值最小。 这种方法比较简单，可推导出最小二乘法维纳滤波器。当不存在噪声时，维 纳滤波器成为理想的反向滤波器。 ④ 增强 对图像中的信息有选择地加强和抑制，以改善图像的视觉效果，或将图像转 变为更适合于机器处理的形式，以便于数据抽取或识别。一个图像增强系统可以 通过高通滤波器来突出图像的轮廓线。图像增强技术有多种方法，反差展宽、对
图像融合
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合技术，是把多个不同模式的图像传感器获得的同一场景的多幅图像或同一传感器在不同时刻获得的同一场景的多幅图像合成为一幅图像的过程。
由于不同模式的图像传感器的成像机理不同，工作电磁波的波长不同，所以不同图像传感器获得的同一场景的多幅图像之间具有信息的冗余性和互补性，经图像融合技术得到的合成图像则可以更全面、更精确地描述所研究的对象。
正是由于这一特点，图像融合技术现已广泛地应用于军事、遥感、计算机视觉、医学图像处理等领域中。
数字图像融合是图像分析的一项重要技术，该技术在数字地图拼接、全景图、虚拟现实等领域有着重要应用。
虽然Photoshop等图像处现软件提供了图像处理功能，可以通过拖放的方式进行图像拼接，但由于完全是手工操作，单调乏味，且精度不高，因此，有必要寻找一种方便可行的图像融合方法。
Matlab具有强大的计算功能和丰富的工具箱函数，例如图像处理和小波工具箱包含了大多数经典算法，并且它提供了一个非常方便快捷的算法研究平台。
一、图像融合算法2.1图象融合算法的层次分类图像融合系统的算法按层次结构划分可分为信号级、像素级、特征级和决策级。
信号级融合：是指合成一组传感器信号，目的是提供与原始信号形式相同但品质更高的信号。
像素级图像融合：是指直接对图像中像素点进行信息综合处理的过程。
像素级图像融合的目的是生成一幅包含更多信息、更清晰的图像。
像素级图像融合属于较低层次的融合，目前，大部分研究集中在该层次上。
特征级图像融合：是指从各个传感器图像中提取特征信息，并将其进行综合分析和处理的过程。
提取的特征信息应是像素信息的充分表示量或充分统计量，典型的特征信息有边缘、形状、轮廓、角、纹理、相似亮度区域、相似景深区域等。
在进行融合处理时，所关心的主要特征信息的具体形式和内容与多传感器图像融合的应用目的、场合密切相关。
图像融合原理
图像融合原理
图像融合是指将两幅或多幅图像融合成一幅新的图像的过程。
图像融合的原理主要包括以下几个方面：
1.空间域融合：空间域融合是将两幅或多幅图像的像素点进行
统计或加权，然后再进行逐像素的计算，得到合成图像。
常见的空间域融合方法包括平均值融合、最大值融合和最小值融合等。
2.频域融合：频域融合是将图像进行傅里叶变换，将图像从空
间域转换到频域。
然后通过对频域图像进行统计或加权，再进行逆傅里叶变换，得到合成图像。
频域融合常用的方法有基于幅度谱的融合和基于相位谱的融合等。
3.尺度域融合：尺度域融合是将图像进行多尺度分解，得到各
个尺度的图像。
然后通过对各个尺度图像的系数进行统计或加权，再进行逆分解，得到合成图像。
常见的尺度域融合方法包括小波变换融合和多分辨率分析融合等。
4.特征域融合：特征域融合是将图像进行特征提取，得到各个
图像的特征表示。
然后通过对特征进行统计或加权，再将特征转换回图像空间，得到合成图像。
常见的特征域融合方法有基于边缘特征的融合和基于颜色特征的融合等。
图像融合的目的是将多个图像的有用信息综合起来，提高图像的质量和辨识度。
不同的融合方法适用于不同的图像融合场景，
如医学影像融合、军事侦察融合和遥感图像融合等。
通过选择合适的融合方法，可以获得更好的融合效果。
计算机视觉中的图像融合方法(Ⅱ)
随着计算机技术的飞速发展，计算机视觉技术已经成为人工智能领域的热点之一。
其中，图像融合技术作为计算机视觉的重要组成部分，具有广泛的应用前景。
图像融合技术是指将多幅图像融合成一幅新的图像，以获得更全面、更有信息量的视觉信息。
本文将从图像融合的定义、分类及应用领域等方面进行探讨，以便更好地了解和应用图像融合技术。
一、图像融合的定义图像融合是指将来自不同传感器或不同视角的多幅图像，通过一定的技术手段融合成一幅新的图像。
这一过程旨在获得一个更具信息量和更准确的图像，能够更好地反映所观测目标的特征。
图像融合技术可以提高图像的质量，增强图像的对比度和清晰度，从而得到更加准确的信息。
二、图像融合的分类根据融合的目的和方法，图像融合可以分为低层次融合、中层次融合和高层次融合三种类型。
1. 低层次融合低层次融合是指在像素级别上对图像进行融合，主要包括像素级融合和空间域融合。
像素级融合是将来自不同传感器的图像像素直接进行数学运算得到新的图像像素，常见的方法有加权平均法、最大值法和最小值法等。
空间域融合是指将不同图像的空间信息进行融合，以获得更具信息量和更清晰的图像。
2. 中层次融合中层次融合是指在特征级别上对图像进行融合，主要包括特征级融合和变换域融合。
特征级融合是在图像的特征空间中对特征进行融合，以获得更具信息量和更准确的特征。
变换域融合是将图像转换到另一种表示域中进行融合，以获得更好的效果。
3. 高层次融合高层次融合是指在语义级别上对图像进行融合，主要包括决策级融合和模型级融合。
决策级融合是在决策空间中对决策进行融合，以获得更准确的决策结果。
模型级融合是将不同模型的输出进行融合，以获得更全面和更准确的结果。
三、图像融合的应用领域图像融合技术在军事侦察、医学影像、遥感图像、机器视觉等领域有着广泛的应用。
在军事侦察中，图像融合技术可以将来自不同传感器的图像融合成一幅全面的图像，以提高侦察的效果。
在医学影像领域，图像融合技术可以将来自不同影像设备的图像融合成一幅更全面的影像，以获得更准确的诊断结果。
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图像融合的层次
根据信息表征层次的不同和融合在处理流程中所处的阶段，图像融合由低到高分为3个层次：像素级，特征级和决策级。
(1)像素级图像融合
其结构如图1.2所示，即在严格的配准条件下，对多源图像直接进行信息的综合分析。
像素级图像融合是在基础数据层面上进行的信息融合，其主要完成的任务是对多源图像中目标和背景等信息直接进行融合处理。
像素级图像融合是最低层次的图像融合，能够保持尽可能多的现场数据，提供其他融合层次所不能提供的细节信息。
但需处理的信息量最大，对设备的要求较高。
图1.2像素级图像融合
(2)特征级图像融合
其结构如图1.3所示，即对预处理和特征提取后获取的特征信息如边缘、形状、纹理和区域等进行综合与处理。
特征级融合是在中间层次上进行的信息融合，它既保留了足够数量的重要信息，又可对信息进行压缩，有利于实时处理。
但相对于像素级图像融合，特征级融合信息丢失最多。
图1.3 特征级图像融合
(3)决策级图像融合
其结构如图1.4所示，即在每个传感器已完成目标提取与分类之后，融合系统根据一定的准则以及每个决策的可信度作出决策融合处理。
此种融合实时性好, 并且具有一定的容错能力。
决策级融合方法主要是基于认知模型的方法，需要大型数据库和专家决策系统进行分析、推理、识别和判决。
像素级融合和特征层融合都需要对多源信息进行关联和配准，决策层融合只需要对数据进行关联。
只是它们进行相关联和识别的顺序不同，像素级融合直接对原始数据进行配准和关联，特征层融合对特征向量进行配准和关联，然后再进行识别，而决策层融合则是先进行识别，再对各个决策结果进行关联，得到融合的判决结果。
决策层融合对传感器依赖性较小，传感器可以是同质的，也可以是异质的。
除非传感器的信号是独立的，否则，决策层融合的分类性能可能低于特征层融合。
对于特定的应用选择在哪一个层次进行融合是一个系统工程问题，需要综合考虑通信带宽、信源的特点、可用的计算资源等方面的因素影响应所不存在能够适
有情况或应用的普遍结构。
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