多尺度可见光与红外图像配准融合研究

发布时间：2023-04-02 14:46

　　红外热成像和可见光成像作为两种最为重要的探测手段,在军事和民用方面发挥着重要作用。红外热成像获取的是目标温度辐射强度信息,可见光成像则反映的是目标纹理和轮廓信息,两者由于成像机理和应用场景不同,其所获信息有着天然的互补性。将红外信息与可见光信息融合到一幅图像中,就可以综合各自的独特特征信息,实现优势互补的同时减少冗余信息,具有重要的价值和意义。现有的融合技术大多要求不同源图像具有同一分辨率,且不同源图像已实现逐像素高精度配准。然而,受器件发展水平和应用场景所限,可见光相机的分辨率要远高于红外相机的分辨率,通过传统的下采样可见光或上采样红外图像进行融合,不可避免带来可见光图像纹理丢失或者红外图像模糊。因此,针对不同尺度的可见光与红外图像,研究快速、准确、稳健、鲁棒的配准融合算法具有重要理论需求和现实需求。本文针对多尺度可见光与红外图像配准融合问题进行了深入研究,提出了多尺度可见光与红外图像配准与融合的新思路、新算法,主要研究内容及贡献归纳如下:1.针对多尺度可见光与红外图像配准的需求,提出适用于多模态图像的尺度与部分灰度不变特征描述符SI-PIIFD(Scale-invariant Pa...

【文章页数】：107 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 图像配准技术
        1.2.2 图像融合技术
    1.3 本文的主要研究内容和组织结构
2 红外与可见光图像配准融合技术概述
    2.1 引言
    2.2 图像配准技术概述
        2.2.1 图像配准定义
        2.2.2 图像配准的变换模型
        2.2.3 红外与可见光图像配准的一般方法
    2.3 图像融合技术
        2.3.1 图像融合的分类
        2.3.2 红外与可见光图像融合算法
    2.4 融合图像评价标准
        2.4.1 融合图像的主观评价
        2.4.2 融合图像的客观评价标准
    2.5 多模多尺度图像配准融合待解决的问题
    2.6 本章小结
3 基于SI-PIIFD与 LPM特征点匹配算法研究
    3.1 引言
    3.2 特征的提取
        3.2.1 控制点的检测
        3.2.2 部分强度不变特征描述符的构建
        3.2.3 部分灰度不变特征描述符的尺度不变改进
    3.3 基于局部不变性的特征匹配
        3.3.1 初始匹配的构建
        3.3.2 误匹配的去除
        3.3.3 计算复杂度分析
    3.4 实验结果与分析
        3.4.1 数据集与评价指标
        3.4.2 控制点提取结果对比
        3.4.3 多尺度数据集上的特征匹配效果对比
        3.4.4 相近尺度数据集上的特征匹配效果对比
    3.5 本章小结
4 基于高斯混合模型的图像配准算法研究
    4.1 引言
    4.2 基于高斯混合模型的红外和可见光图像配准
        4.2.1 配准模型的构建
        4.2.2 期望最大化模型求解
        4.2.3 计算复杂度分析
        4.2.4 图像几何变换
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 数据集与评价指标
        4.3.2 配准效果的间接评价
        4.3.3 配准效果的直接评价
    4.4 本章小结
5 基于全变分模型的图像融合算法研究
    5.1 引言
    5.2 全变分模型的构建
        5.2.1 数据保真项
        5.2.2 正则化项
        5.2.3 融合模型的构建
    5.3 模型求解
    5.4 实验结果
        5.4.1 实验数据集
        5.4.2 采用的对比算法及评价指标
        5.4.3 实验结果与分析
        5.4.4 参数分析
        5.4.5 计算复杂度分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 对未来工作的展望
参考文献
攻博期间发表的科研成果目录
攻博期间参与的项目
致谢



本文编号：3779410