基于金字塔和HIS变换的图像融合研究.pdf

第31卷第11期 微计算机应用 2010年1 1月 MICROCOMPUTER APPLICAnONS VoL 3l No．1l NOV．20lO 基于金字塔和HIS变换的图像融合研究 郭李华 (福建工程学院计算机系福建350108) 摘要：主要研究了基于拉普拉斯金字塔分解和HIS变换的图像融合方法，并将其应用于全色图像和光谱图像的融合中。通过 对matlab仿真实验结果进行多种图像评价分析表明，该方法所获得的融合图像不仅保留全色图像中的细节信息同时还包含 丰富的光谱信息，融合效果良好。 关键词：拉普拉斯金字塔HIS变换图像融合 Research of Image Fusion Based on Laplacian——Pyramid and HIS——Transform GUO Lihua (Department of Computer and Information Science，FuJian University of Technology。Fujian，350108，China) Abstract：For merging panchromatic and multi—spectral images，all image fusion method based on Laplaeian pyramid decomposition and HIS transform is researched in this paper．According to multiple image evaluation standards for the matlab simulation results，the effectiveness of the method is showeThe image through fusion can preserve more detail information and also contain plenty spectral information．． Key words：Laplacian Pyramid，HIS transform，image fusion 1引 言 图像融合是指将两幅或多幅图像融合在一起合并成一幅新的图像，融合之后的图像中各信息互补，能 反应出多重原始图像中的信息，从而使得对场景的描述比任何单一源图像更加丰富、精确和全面?。图像 融合技术现已广泛地应用于遥感、军事、计算机视觉、医学图像处理等领域，是当前图像处理技术研究的热 点。图像融合不是简单的叠加，在目前的图像融合技术中，基于金字塔变换的图像融合算法是在图像的不 同空间分辨率、不同分解层上分别进行融合，能更好地体现图像细节，获得较好的融合效果，因此可以在更 广泛的场合使用。然而现有的金字塔融合算法研究大多数只讨论灰度图像，或者只是简单地对RGB三分量 分别进行金字塔融合，本文结合HIS颜色模型变换和拉普拉斯金字塔融合方法，并在其基础上进行全色图 像和多光谱图像的融合，在一定程度上提高了融合效果。 2拉普拉斯金字塔及HIS变换的图像融合原理 2．1拉普拉斯金字塔融合原理 图像金字塔形编码法是由Burr和Adelson于1983年提出，该方法是通过数学运算把图像分解成多幅具 有不同空间分辨率的子图像，从而形成一个金字塔型㈨。金字塔型融合算法中最常用就是高斯一拉普拉斯 塔式分解。基于拉普拉斯金字塔分解的图像融合方法具体步骤为 本文于2010—08—11收到，2010一10—18收到修改稿。 万方数据 68 微计算机应用 2010正 (1)分别对每一幅源图像进行拉普拉斯金字塔分解，构建各个图像的拉普拉斯金字塔。建立图像的拉 普拉斯金字塔，首先得对图像进行高斯金字塔分解，再由高斯金字塔得到拉普拉斯金字塔。 ①高斯金字塔变换 高斯金字塔的生成包含低通滤波和下采样的过程。将源图像G0作为底层，对其进行高斯低通滤波和 隔行隔列的下采样，得到高斯金字塔的第二层G。，不断重复这个过程就构成高斯金字塔。高斯金字塔序列 中的每级图像都是前一级图像低通滤波得到的，分辨率及采样点密度与前一级图像相比都相应减少，故称 为减运算，用Reduce函数表示。计算公式如式(1)所示，其中W(m，n)为具有低通特性的5×5窗口函数。 2 2 =∑∑w(m，n)G¨(2i+m，笱+n)m?-2n 2 ②拉普拉斯金字塔变换 相对于高斯金字塔变换的Reduce函数，定义它的逆运算用Expand函数表示，即增频采样。则： Expand(G；)=g∑∑w(m，n)G；(半等)． (2) m=-2n=-2 _ 一 ￡只=Gf—Expand(GⅢ)(0≤iN) LP_lv=G^r(i=N) (3) 式(3)中G；为高斯金字塔的第i层图像，LP；为拉普拉斯金字塔分解的第i层图像，N