图像融合的发展现状与展望

图像融合是在多测度空间综合处理多源图像和图像序列的技术。图像融合分为：信号级融合、像素级融合、特征级融合和符号级融合，讨论了图像融合各层次的融合算法，以及红外图像，可见光图像、多谱图像、雷达图像等的融合问题。提出图像融合的结构模型，讨论了融合图像质量的评价问题，对图像融合的发展进行了展望。     

可见光与红外图像融合研究现状及展望

可见光与红外图像的成像特征具有显著差异,但其图像融合又有良好的互补性。介绍了可见光与红外图像融合的概念、现实意义及应用进展,简述了其融合层次和特殊性;重点阐述了像素级、特征级和决策级等几种常见的可见光与红外图像融合算法;简要分析了目前研究存在的问题及发展趋势。     

椭圆灰度图像的高精度计算机仿真

利用像素阵列式摄像机（例如,CCD摄像机）的成像模型。椭圆几何模型,使用计算机图像仿真技术生成具有亚像素级精度的椭圆图像,理论分析和实验结果表明,所开的高精度计算机仿真椭圆图像算法对检验亚像素椭圆检测算法性能和提高计算机仿真图像的视觉效果具有重要作用。     

基于视觉显著性的船舶结构缺陷检测研究

针对船舶结构缺陷图像中背景结构复杂,缺陷不易检测的难题,提出基于视觉显著性的缺陷检测算法。该算法采用自适应全变分模型替代FT算法的高斯滤波器并融入H分量来构建改进型FT算法,以增强缺陷图像背景的平滑和缺陷局部颜色对比度的表达能力;利用SMD算法捕捉图像结构信息及分解图像特征矩阵,凸显船舶缺陷与背景的差异性;通过自适应融合算法将改进型FT算法和SMD算法生成的显著图融合为综合显著图。对船舶缺陷进行对比实验,结果表明,提出的算法能够有效检测出船舶缺陷区域,提高缺陷检测精确率。     

虚拟现实技术舰船舱室空间场景语义标注算法

传统的舰船舱室空间场景语义标注算法的标注精度偏低。为此,在虚拟现实技术的支持下,设计一种新的舰船舱室空间场景语义标注算法。通过图像预处理去除舰船舱室空间图像中的噪声点和畸变,然后采用SURF方法对特征点检测和匹配,通过拼接并融合图像生成全景图。基于此,采用MRF语义标注算法查询图像像素特征,并估测与其近邻像素特征间的距离,再通过计算像素的似然估计得到舰船舱室的语义标注结果。实验结果表明,与传统的语义标注算法相比,采用本文算法后,每类别的语义标注精度至少提升5.24%,每像素的语义标注精度至少提升6.12%。由此可见,本文算法具有更高的语义标注精度。     

基于亚像素级角点检测的双目视觉距离测量

要提高双目测距的精度,需要高精度的视差,为此引入亚像素检测方法。首先,采用Bouguet立体校正算法将左右图像进行极线校正,以减少匹配计算代价,提高匹配效率;然后,利用Harris角点探测器在一矩形领域内寻找一个最强特征点作为待匹配点,再采用最大互相关法对左图像进行匹配搜索确定匹配点。最后,对已匹配好的点对进行亚像素级检测,即可得到亚像素级视差。实验结果表明,该方法能将角点检测精度提高到0.001像素,测距精度也相应提高,距离越远效果越明显。     

双目视觉下红外遥感舰船图像三维重构设计研究

为提升舰船三维重构结果的细节丰富度,在双目视觉支持下提出红外遥感舰船图像三维重构设计方法。通过像素坐标系与世界坐标系的转换,融合可见光图像与红外遥感图像的点云信息。从可见光图像与红外遥感图像融合结果中提取舰船目标的质心、质心区域灰度以及舰船区域面积的特征点。利用半全局匹配算法,匹配提取特征点。依据匹配结果采用三角化曲面算法实现舰船图像三维重构。实验结果表明,该方法重构获取的舰船图像,细节丰富,未出现空洞或细节丢失情况。     

基于改进流行排序算法的显著性区域检测

针对现有基于图的流行排序的显著性检测算法对于复杂背景图像检测中效果不理想问题,提出改进的基于流形排序算法的显著性区域检测.首先将图像分割成4种不同的超像素尺度,并根据图像的RGB,CIELab的颜色特征和LBP纹理特征分别计算4种尺度图像的上、下、左、右4个方向的边界显著图,分别融合不同尺度图像的4个方向的边界显著图得到相应不同尺度图像显著图,融合4种尺度图像的显著图得到弱显著图;然后根据弱显著图以生成强模型的训练样本,通过多核提升算法学习来自输入图像的样本进行强分类,以检测显著像素;最后综合多尺度显著图进一步提高检测性能,并进行优化处理得到最终的显著图.为了验证该算法的正确性和有效性,在公开数据集MSRA1000、ECSSD和PASCAL-S上进行仿真实验,实验结果表明,该算法不仅能够得到较好的视觉效果,而且召回率、准确率和F-measure等评价指标比传统算法有明显提升.     

基于超像素的海面油膜分割应用

为解决海面多噪声环境下油膜目标快速提取问题,兼顾分割效果和效率,提出基于区域特性的快速分割应用。采用超像素构建区域级语义图像,以像素区块特征形成新的相似度量单元,对超像素进行聚类分割,完成海面油膜的快速分割处理。结果显示,此方法可以有效地完成海面油膜目标的分割提取。基于超像素的分割技术能够兼顾图像区域特性和处理效率,具备抗噪能力优势,提高海面油膜分割算法精度。     

融合颜色显著性和似物性的显著物体检测

文中提出一种融合颜色显著性和似物性的对象级显著性检测方法.首先量化并计算像素点在RGB空间下的稀疏性以及在LAB空间中的对比度,得到像素级的显著性;其次对原图像进行超像素分割,以超像素内所有像素的显著性均值作为该超像素的显著值,通过能量函数平滑优化相邻的超像素,得到前景分割明显且变化较小的超像素级显著性;然后优化原似物性方法,通过中心环绕法则融合显著性值和似物性值,作为对象级显著性的贝叶斯先验概率,计算似物性窗口内显著物体与窗口像素的比值,得到似然概率;最后通过贝叶斯模型计算,得到显著物体后验概率,并以此作为似物性窗口的评分标准.在MSRA-1000和ECSSD数据集上先将颜色显著性方法与8种state-of-the-art显著性方法相比较,显著性检测效果较好,检测精度高于其他几种方法.将优化后的似物性与另外3种方法对比,优化结果能使检测窗口大量覆盖于显著图中目标物体上方.将文中显著物体检测方法与同样融合了似物性的显著物体检测方法进行比较,结果表明文中方法较其他方法能够更精确、更完整检测出显著物体.     

小波变换和梯度对多聚焦图像的多分辨率融合

提出一种结合Roberts梯度和小波变换的图像融合方法.该方法对低频分量采用加权平均,对高频分量采用结合梯度平均值的规则.实验结果表明,该方法能够提高多分辨率图像融合方法的效果.     

红外序列图像帧间匹配算法研究

文章在现有单帧图像检测算法的基础上,提出了一种可同步跟踪运动目标的帧间匹配算法。算法采取对相邻两帧间像素点匹配,匹配过程与当前两帧外的其余帧无关,把匹配结果兴趣区域像素点对应的另一个全零矩阵位置值赋为1,顺利输入检测后的单帧图像,执行匹配操作,实时形成目标运动轨迹。该算法结构简单、存储量少、计算速度快,硬件平台要就低,可有效地完成对多个目标、交叉目标、迎头目标的检测与跟踪。根据仿真和实拍照片的试验,证实了算法理论上的优点,有较高的应用价值。     

基于区域颜色校正的遥感图像融合方法

针对利用常规方法对多光谱图像与全色图像融合过程中出现的颜色失真问题,提出了一种基于区域颜色校正的遥感图像融合方法。该方法首先利用模糊C-均值(FCM)聚类算法在多特征形成的特征空间上对图像进行区域分割,然后利用常规方法融合多光谱图像与全色图像,并采用小波变换对融合图像进行区域上的颜色校正,从而得到最终的融合图像。通过与IHS、BT和PCA几种常规融合方法的比较与分析验证了本文提出的方法具有良好的融合特性。     

一种隧洞探测型AUV及其图像拼接方法研究

裂缝是输水隧洞最普遍的缺陷和潜在威胁,AUV巡检与拍摄输水隧洞中的裂缝,通过拍摄的水下图像进行处理,以确定裂缝位置。但由于水下环境极大限制了光视觉图像可视范围与分辨率,单幅水下图像所获得的视角范围有限,所以本文提出了基于SURF算法的AUV水下图像拼接方法研究。该方法首先在图像预处理阶段对水下图像进行去畸变与限制对比度自适应直方图均衡化处理,用于解决水下图像存在的畸变、对比度低、噪声严重等问题。接着将SURF特征点检测算法应用于水下图像配准当中,并与RANSAC算法相结合对特征点进行精确匹配,然后应用线性渐变融合算法实现水下图像融合,有效去除拼接缝隙,完成水下图像拼接,最终通过水池与外场实验拼接图像来验证该方法的正确性。     

一种新型的遥感影像数据组织与管理方法研究

针对传统关系型数据库管理海量遥感影像数据方面的弊端,本文提出了一种基于分布式文件系统的海量遥感影像数据存储与组织结构,在此结构的基础上设计了一种用“算法寻址”来代替数据库检索的数据检索方案,此种检索方案能够满足海量数据快速检索的要求。     

自适应加权融合算法在图像型火灾探测系统中的应用

根据船舶火灾探测的特点以及火灾早期预报的要求,设计了带图像信息的火灾自动报警系统,并将自适应加权融合算法应用于该系统。在该系统中信息层完成数据采集、处理,特征层运用自适应加权融合算法进行特征融合,决策层运用概率神经网络进行决策融合,完成船舶火灾探测系统的自动报警输出。实验表明,将该算法应用于此系统能够准确、快速探测火灾,识别日光灯、酒精灯等干扰源,具有较强的抗干扰性。     

基于几何特征的声呐图像人造目标检测算法

针对高频声呐图像目标检测问题,基于数学形态学算子,提出了一种新的快速目标检测算法.该算法通过定义多尺度多形状的形态结构元素,对各像素点进行形态开闭运算,并采用阈值评判方法实现目标检测.仿真结果表明,该算法具有实时性好、准确度高的特点,并且可有效地克服背景中岩石等自然景物的影响,实现人造目标的准确提取.     

螺旋桨桨叶宽度的双目视觉测量方法(英文)

Propeller blade width measurement has been extensively studied in the past using direct and indirect methods, and it plays a great role in determining the quality of the finished products. It has surveyed that previous techniques are usually time-consuming and erroneous due to a large number of points to be processed in blade width measurement. This paper proposes a new method of measuring blade width using two images acquired from different viewpoints of the same blade. And a new feature points matching approach for propeller blade image is proposed in stereo vision measurement. Based on these, pixel coordinates of contour points of the blade in two images are extracted and converted to real world coordinates by image algorithm and binocular stereo machine vision theory. Then, from the real world coordinates, the blade width at any position can be determined by simple geometrical method.     

基于无人水面艇感知网的目标船航迹关联与数据融合

针对现有无人水面艇（Unmanned Surface Vehicle，USV）在航行过程中感知周围航行目标时出现的数据源单一、数据延迟、数据丢失等问题，提出一种基于USV搭载的航海雷达和全球定位系统（GPS）数据源的USV海上航行目标感知数据融合方法。基于最小误差法提出雷达原始图像数据解析算法，并采用数据剔除、时间空间统一方法完成对目标数据预处理，构建基于欧氏距离和马氏距离的航迹关联算法模型、基于层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）和专家评价法的融合数据权重分配模型。同时，开展USV试验研究，验证整体融合方法。结果表明，目标原始数据预处理方法合理可靠，融合算法稳定可信，可为USV海上航行目标感知、安全航行及快速避碰提供技术和算法支持。     

基于模糊综合函数的飞行计划与雷达航迹关联

文章针对飞行计划航迹准确推算的困难和传统飞行计划关联算法的缺陷,利用飞行计划、起飞报、位置报等报文较为准确的推算出计划航迹,并根据关联特点,运用模糊综合函数航迹关联算法的思想,建立了仿真模型,解决了关联问题。仿真结果验证了该算法的科学性、可行性。