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图像拼接算法及实现(第12页)

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  对于图像融合的对象,可以分为两大类,即多光谱图像(通常为RGB彩色图像)与灰度图像之间的融合,以及灰度图像之间的融合。灰度图像之间的融合,在大体上可分为三大类。一类是简单融合方法,包括将空间对准的两幅图像直接求加权平均值。另一类方法是基于金字塔形分解和重建算法的融合方法,主要包括梯度金字塔法、对比度和比率金字塔法以及拉普拉斯金字塔法等,它们首先构造输入图像的金字塔,再按一定的特征选择方法取值形成融合金字塔,通过对金字塔实施逆变换进行图像重建,最终生成融合图像,它们的融合效果要远优于第一类方法,然而它也有很多不尽如人意的地方。还有一类方法就是近几年兴起的基于小波变换的图像融合方法,它通常采用多分辨分析和Mallat快速算法,通过在各层的特征域上进行有针对性的融合,比较容易提取原始图像的结构信息和细节信息,所以融合效果要好于基于金字塔形变换的图像融合法。这是因为小波变换更为紧凑;小波表达式提供了方向信息,而金字塔表达式未将空间方向选择性引入分解过程;由于可以选择正交小波核,因此不同分辨率包含的信息是唯一的,而金字塔分解在两个不同的尺度之间含有冗余,另外金字塔不同级的数据相关,很难知道两级之间的相似性是由于冗余还是图像本身的性质引起的;金字塔的重构过程可能具有不稳定性,特别是两幅图像存在明显差异区域时,融合图像会出现斑块,而小波变换图像融合则没有类似的问题。此外,小波变换具有完善重建能力保证了信号在分解重构过程中没有信息损失和信息冗余产生。

  5.2.2   PCA算法程序 

  基于PCA的图像融合:又称K-L变换法,它的几何意义是把原始特征空间的特征轴旋转到平行于混合集群结构轴的方向去,得到新的特征轴。实际操作是将原来的各个因素指标(这些指标中部分有相关关系)重新组合,组合后的新指标是互不相关的。在由这些新指标组成的新特征轴中,只用前几个分量图像就能完全表征原始集群的有效信息,图像中彼此相关的数据被压缩,而特征得到了突出,此方法在对于具有相关因子的多源遥感数据进行融合时具有显著优势。

  基于PCA的融合算法程序:

function Y = fuse_pca(M1, M2)

%Y = fuse_pca(M1, M2) image fusion with PCA method

%

%    M1 - input image #1

%    M2 - input image #2

%

%    Y  - fused image  

 

%    (Oliver Rockinger 16.08.99)

 

% check inputs

[z1 s1] = size(M1);

[z2 s2] = size(M2);

if (z1 ~= z2) | (s1 ~= s2)

  error('Input images are not of same size');

end;

 

% compute, select & normalize eigenvalues

[V, D] = eig(cov([M1(:) M2(:)]));

if (D(1,1) > D(2,2))

  a = V(:,1)./sum(V(:,1));

else 

  a = V(:,2)./sum(V(:,2));

end;

 

% and fuse

Y = a(1)*M1+a(2)*M2;

  5.2.3   金字塔(Pyramid)算法程序

  金字塔图像融合法:用金字塔在空间上表示图像是一种简单方便的方法。概括地说金字塔图像融合法就是将参加融合的每幅源图像作金字塔表示,将所有图像的金字塔表示在各相应层上以一定的融合规则融合,可得到合成的金字塔。将合成的金字塔,用金字塔生成的逆过程重构图像,则可得到融合图像。金字塔可分为:Laplacian金字塔、Gaussian金字塔、梯度金字塔、形态金字塔等。

基于FSD Pyramid的图像融合算法程序:

function Y = fuse_fsd(M1, M2, zt, ap, mp)

%Y = fuse_fsd(M1, M2, zt, ap, mp) image fusion with fsd pyramid

%

%    M1 - input image A

%    M2 - input image B

%    zt - maximum decomposition level

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