图像融合及应用ppt课件.ppt
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1、电子科技大学 光电信息学院 二一年5月6日,彭真明Email:pengzm_,第九章 图像融合及应用,C9 Image Fusion and its Application,主要内容,信息融合概述图像融合简介图像配准方法图像融合方法融合效果评价,主要内容,信息融合概述图像融合简介图像配准方法图像融合方法融合效果评价,1.什么是信息融合(information Fusion)?,数据融合技术是随雷达信息处理及C3I系统的发展而发展起来的。它对各种数据源进行综合、过滤、相关、识别和融合,得出战场态势图、进行态势威胁与判别,制定出作战行动方案,供指挥员决策参考。数据融合的过程就是各种信息源处理、控制
2、及决策的一体化过程。,C3I Command(指挥),Control(控制)、Communication(通信),intelligence(情报)。3I系统,1953年首先在美国研制和建立,由于其对提高军队指挥效能和作战能力具有重要作用,因而受到世界各国高度重视。C4IC3I+Computers,一、信息融合概述,2.什么是图像融合?,图像融合(Image Fusion)是用特定的算法将两幅或多幅图像综合成一幅新的图像。融合结果由于能利用两幅(或多幅)图像在时空上的相关性及信息上的互补性,并使得融合后得到的图像对场景有更全面、清晰的描述,从而更有利于人眼的识别和机器的自动探测。,一、信息融合概
3、述,起源:20世纪70年代初,3.图像融合技术的研究现状及发展,一、信息融合概述,20世纪70年代初,美国研究机构发现,利用计算机技术对多个独立的连续声纳信号进行融合后,可以自动检测出敌方潜艇的位置。这一尝试使得信息融合作为一门独立的技术首先在军事应用中得到青睐。,发展:20世纪80年代20世纪末,3.图像融合技术的研究现状及发展,一、信息融合概述,20世纪80年代后,对信息融合技术的研究更加活跃;国际上,关于信息融合的专著论文等数量可观;图像融合在军事和民用等诸多领域得到广泛的应用。,完善:20世纪末今,3.图像融合技术的研究现状及发展,一、信息融合概述,由于其研究领域覆盖范围的广泛性、多传
4、感器数据形式的多样性以及融合处理的多样性和复杂性,信息融合理论至今尚未形成系统的理论框架和有效的通用融合模型和算法。大部分研究工作都是针对特定应用领域的问题来展开的。,国内出版物,参考书,国内出版物,1覃征等,数字图像融合,西安交通大学出版社,2005年2张永生等,天基多源遥感信息融合理论算法与应用系统,科学出版社,20053韩崇昭等,多源信息融合,清华大学出版社,20064那彦,焦李成等,基于多分辨分析理论的图像融合方法(研究生系列教材),西安电子科技大学出版社,20075李振华等,图像融合理论与应用,高等教育出版社,20076 胡良梅等,基于信息融合的图像理解方法研究,合肥工业大学 出版社
5、,2007.7郭雷,李晖晖等,图像融合,电子工业出版社,20088 刘卫光等,图像信息融合与识别,电子工业出版社,2008,4.图像融合的应用领域,一、信息融合概述,近年来,图像融合(Image Fusion)技术得到迅猛发展,在遥感探测、安全导航、医学图像分析、反恐检查、环境保护、交通监测、清晰图像重建、灾情检测与预报等领域都有着重大的应用价值。,医学图像分析:,一、信息融合概述,一、信息融合概述,医学图像分析:,PET,CT,Fused image,遥感遥测:,一、信息融合概述,Spatial,Spectral,+,panchromatic&high geometric resolutio
6、n,multi-/hyperspectral image&low geometric resolution,multi-/hyperspectral&high geometric resolution,遥感遥测,Surveillance and Targeting,Navigation,Satellites,Guidance/Detection Systems,一、信息融合概述,主要内容,信息融合概述图像融合简介图像配准方法图像融合方法融合效果评价,1、不同成像传感器图像的融合,电视图像(TV/Visible Image),红外/紫外图像(Infrared/UV Image),合成孔径雷达(S
7、ynthetic Aperture Radar,SAR),超声图像(Ultrasonic Image),X-RAY,CT,PET,核磁共振(Magnetic resonance imaging,MRI),二、图像融合简介,因此,红外图像融合包括与不同成像传感器图像的融合,及不同波段的红外图像的融合。,2、图像融合的层次(或级)像素(pixels)级融合 对应像素的融合。特征(Feature)级融合 对应特征的融合 决策(decision-making)级融合 在、级基础上,通过分类、识别和综合评价,进行的最后决策。,二、图像融合简介,像素级融合,决策级融合,特征级融合,二、图像融合简介,可见光
8、图像,远红外图像,融合结果一,融合结果二,二、图像融合简介,可见光图像,红外图像,融合结果一,融合结果二,二、图像融合简介,Focus on right part,Focus on left part,Image taken using auto focus function,Fused image,二、图像融合简介,3、图像融合的基本流程,图像预处理,二、图像融合简介,主要内容,信息融合概述图像融合简介图像配准方法图像融合方法融合效果评价,IR,MMW,RADARSAT,IRS,Multi-modality Registration Examples,2 图像配准简介 图像配准是是像素级图像
9、融合的先决条件,从不同探测器、不同时间、不同角度所获得的两幅或多幅图像在空间上的最佳匹配。其中一幅是参考图像数据,其它图像作为待配准图像与之匹配。,图1 待配准图像,图2 参考图像,三、图像配准(Image Registration),三、图像配准,配准原理,图1与图2之间存在一个缩放、旋转、平移的关系,图像配准的目标就是找到这三种变换的对应关系。即:,其中g表示二维空间坐标变换。配准的目的就是要找出最佳坐标,灰度变换参数。,Figure 3:Feature Detection,Figure 4:Feature Matching(Images adapted from Zitova,2003)
10、,Image Registration,Image Registration,Figure 5:Transformation Model Estimation,Figure 6:Image Resampling and Transformation(Images adapted from Zitova,2003),配准步骤 图像配准的过程也就是“确定空间变换模型求解变换模型参数”的过程。1.搜索空间2.特征空间 3.搜索策略 4.相似性度量,搜索空间是待配准的图像坐标之间所有可能的变换关系。例如:刚体变换仿射变换投影变换非线性变换等,三、图像配准,配准步骤 图像配准的过程也就是“确定空间变换模
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