多源运动图像的跨尺度配准与融合研究
发布时间：2021-04-24 07:19
多源运动图像作为一种重要的冗余和互补的信息表现形式,在卫星遥感、航空航天、机器人视觉等领域的图像处理与分析中都起着重要的作用。由于多传感器系统中不同传感器的光谱波段、模态、安装位置、分辨率和对比度参数设置不同等多种因素的影响,使得多个传感器获取的相同目标或相同场景的多源运动图像之间存在相对平移、旋转、缩放、亮度变化等差异,这使得多源运动图像及其中所包含的目标信息也有着较大差异,严重影响到运动目标的位姿估计以及运动目标的精确识别与跟踪。因此,需要研究新的算法对多源运动图像进行跨尺度的配准与融合,综合利用多个传感器中包含的冗余信息,找到不同传感器之间的匹配关系,融合多源运动图像使融合后的图像包含更为丰富和精确的细节信息。本文针对多源运动图像中不同尺度中所包含信息的互补和冗余特征,对多源运动图像的跨尺度配准与融合方法进行了深入研究。论文的主要工作和创新性成果如下：（1）针对已有的图像配准算法在特征点匹配过程中提高配准精确度的同时会增加计算复杂度的问题,提出了一种基于局部三值模式的运动图像配准算法（SIFT-LTP）在保留了SIFT可以精确稳定提取特征点的同时,采用LTP算子描述SIFT特征点...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题来源
1.2 论文研究背景与意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 图像配准研究
1.3.2 图像融合研究
1.4 主要研究成果与创新点
1.5 论文组织
第二章 基于局部三值模式的运动图像配准研究
2.1 问题的提出
2.2 局部二值模式特征描述算子
2.3 基于局部三值模式的运动图像配准算法的提出
2.3.1 SIFT特征点检测
2.3.2 LTP描述算子的构建
2.3.3 基于LTP的特征描述
2.3.4 特征点匹配策略
2.4 SIFT-LTP算法的实验结果与分析
2.4.1 实验一：SIFT-LTP算法在测试图像上的配准性能对比
2.4.2 实验二：SIFT-LTP算法在Robot和Boat图像上的配准性能对比
2.5 本章小结
第三章 基于局部分形维数和离散小波框架变换的运动图像融合研究
3.1 问题的提出
3.2 分形维数
3.3 分形维数特征分析
3.4 基于局部分形维数和离散小波框架变换的运动图像融合算法的提出
3.4.1 局部分形维数的计算
3.4.2 DWFT分解
3.4.3 基于局部分形维数的融合规则设计
3.5 LFD-DWFT算法的实验结果与分析
3.5.1 实验一：LFD-DWFT算法在多聚焦图像上的融合性能对比
3.5.2 实验二：LFD-DWFT算法在多曝光图像上的融合性能对比
3.5.3 实验三：LFD-DWFT算法在可见光-红外图像上的融合性能对比
3.6 本章小结
第四章 基于统一离散曲波变换和时空信息的运动图像融合研究
4.1 问题的提出
4.2 基于统一离散曲波变换和时空信息的运动图像融合算法的提出
4.2.1 图像序列的UDCT分解
4.2.2 基于时空信息的融合规则设计
4.3 UDCT-ST算法的实验结果及分析
4.3.1 实验一：UDCT-ST算法与基于多尺度变换的融合算法的性能对比
4.3.2 实验二：UDCT-ST算法与基于时空信息的融合算法的性能对比
4.3.3 实验三：UDCT-ST算法在带噪声运动图像上的融合性能对比
4.4 本章小结
第五章 基于分散式卡尔曼滤波的自适应多视频传感器融合研究
5.1 问题的提出
5.2 传感器可信度计算
5.3 基于分散式卡尔曼滤波的自适应多视频传感器融合算法的提出
5.3.1 目标位置映射
5.3.2 自适应分散式卡尔曼滤波融合
5.4 ADKFF算法的实验结果与分析
5.4.1 实验一：ADKFF算法与非自适应融合算法的性能对比
5.4.2 实验二：ADKFF算法与自适应融合算法的性能对比
5.5 本章小结
第六章 多源运动图像的跨尺度配准与融合系统实现
6.1 系统总体架构
6.2 主要功能模块设计与实现
6.2.1 预处理模块
6.2.2 配准模块
6.2.3 像素级融合模块
6.2.4 多视频传感器融合模块
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 论文总结
7.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双树复小波变换的PET/CT自适应融合算法[J]. 魏兴瑜,周涛,陆惠玲,王文文. 计算机科学与探索. 2015(03)
[2]基于Mamdani型直觉模糊推理的图像融合算法[J]. 孙祺,那彦,刘波. 电子科技. 2014(05)
[3]基于边缘特征的多传感器图像融合算法[J]. 童涛,杨桄,孟强强,孙嘉成,叶怡,陈晓榕. 红外与激光工程. 2014(01)
[4]基于联合相似测度的SAR图像边缘点特征配准方法[J]. 陈天泽,李燕. 国防科技大学学报. 2013(04)
[5]Globally optimal distributed Kalman filtering fusion[J]. SHEN XiaoJing, LUO YingTing , ZHU YunMin & SONG EnBin College of Mathematics, Sichuan University, Chengdu 610064, China. Science China（Information Sciences）. 2012(03)
[6]可见光-热红外视频运动目标融合检测的研究进展及展望[J]. 张秀伟,张艳宁,郭哲,赵静,仝小敏. 红外与毫米波学报. 2011(04)
[7]基于SURF特征点的图像配准系统[J]. 赵毅力,徐丹,潘志庚. 计算机应用. 2011(S1)
[8]基于曲波变换和模糊理论的遥感图像融合[J]. 吴俊政,严卫东,刘俊民,倪维平,边辉. 计算机应用. 2010(S1)
[9]双色红外图像目标多特征决策级融合识别算法[J]. 李秋华,杜鹢. 计算机工程与应用. 2010(17)
[10]SIFT和旋转不变LBP相结合的图像匹配算法[J]. 郑永斌,黄新生,丰松江. 计算机辅助设计与图形学学报. 2010(02)
博士论文
[1]基于特征点的图像配准技术研究[D]. 丁南南.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[2]图像配准技术及其应用的研究[D]. 宋智礼.复旦大学 2010
硕士论文
[1]基于Contourlet变换的图像融合及融合指标研究[D]. 郭磊.吉林大学 2014
[2]基于双树复小波域的红外和可见光图像融合[D]. 冯宏臣.长春理工大学 2013
本文编号：3156937
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题来源
1.2 论文研究背景与意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 图像配准研究
1.3.2 图像融合研究
1.4 主要研究成果与创新点
1.5 论文组织
第二章 基于局部三值模式的运动图像配准研究
2.1 问题的提出
2.2 局部二值模式特征描述算子
2.3 基于局部三值模式的运动图像配准算法的提出
2.3.1 SIFT特征点检测
2.3.2 LTP描述算子的构建
2.3.3 基于LTP的特征描述
2.3.4 特征点匹配策略
2.4 SIFT-LTP算法的实验结果与分析
2.4.1 实验一：SIFT-LTP算法在测试图像上的配准性能对比
2.4.2 实验二：SIFT-LTP算法在Robot和Boat图像上的配准性能对比
2.5 本章小结
第三章 基于局部分形维数和离散小波框架变换的运动图像融合研究
3.1 问题的提出
3.2 分形维数
3.3 分形维数特征分析
3.4 基于局部分形维数和离散小波框架变换的运动图像融合算法的提出
3.4.1 局部分形维数的计算
3.4.2 DWFT分解
3.4.3 基于局部分形维数的融合规则设计
3.5 LFD-DWFT算法的实验结果与分析
3.5.1 实验一：LFD-DWFT算法在多聚焦图像上的融合性能对比
3.5.2 实验二：LFD-DWFT算法在多曝光图像上的融合性能对比
3.5.3 实验三：LFD-DWFT算法在可见光-红外图像上的融合性能对比
3.6 本章小结
第四章 基于统一离散曲波变换和时空信息的运动图像融合研究
4.1 问题的提出
4.2 基于统一离散曲波变换和时空信息的运动图像融合算法的提出
4.2.1 图像序列的UDCT分解
4.2.2 基于时空信息的融合规则设计
4.3 UDCT-ST算法的实验结果及分析
4.3.1 实验一：UDCT-ST算法与基于多尺度变换的融合算法的性能对比
4.3.2 实验二：UDCT-ST算法与基于时空信息的融合算法的性能对比
4.3.3 实验三：UDCT-ST算法在带噪声运动图像上的融合性能对比
4.4 本章小结
第五章 基于分散式卡尔曼滤波的自适应多视频传感器融合研究
5.1 问题的提出
5.2 传感器可信度计算
5.3 基于分散式卡尔曼滤波的自适应多视频传感器融合算法的提出
5.3.1 目标位置映射
5.3.2 自适应分散式卡尔曼滤波融合
5.4 ADKFF算法的实验结果与分析
5.4.1 实验一：ADKFF算法与非自适应融合算法的性能对比
5.4.2 实验二：ADKFF算法与自适应融合算法的性能对比
5.5 本章小结
第六章 多源运动图像的跨尺度配准与融合系统实现
6.1 系统总体架构
6.2 主要功能模块设计与实现
6.2.1 预处理模块
6.2.2 配准模块
6.2.3 像素级融合模块
6.2.4 多视频传感器融合模块
6.3 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 论文总结
7.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双树复小波变换的PET/CT自适应融合算法[J]. 魏兴瑜,周涛,陆惠玲,王文文. 计算机科学与探索. 2015(03)
[2]基于Mamdani型直觉模糊推理的图像融合算法[J]. 孙祺,那彦,刘波. 电子科技. 2014(05)
[3]基于边缘特征的多传感器图像融合算法[J]. 童涛,杨桄,孟强强,孙嘉成,叶怡,陈晓榕. 红外与激光工程. 2014(01)
[4]基于联合相似测度的SAR图像边缘点特征配准方法[J]. 陈天泽,李燕. 国防科技大学学报. 2013(04)
[5]Globally optimal distributed Kalman filtering fusion[J]. SHEN XiaoJing, LUO YingTing , ZHU YunMin & SONG EnBin College of Mathematics, Sichuan University, Chengdu 610064, China. Science China（Information Sciences）. 2012(03)
[6]可见光-热红外视频运动目标融合检测的研究进展及展望[J]. 张秀伟,张艳宁,郭哲,赵静,仝小敏. 红外与毫米波学报. 2011(04)
[7]基于SURF特征点的图像配准系统[J]. 赵毅力,徐丹,潘志庚. 计算机应用. 2011(S1)
[8]基于曲波变换和模糊理论的遥感图像融合[J]. 吴俊政,严卫东,刘俊民,倪维平,边辉. 计算机应用. 2010(S1)
[9]双色红外图像目标多特征决策级融合识别算法[J]. 李秋华,杜鹢. 计算机工程与应用. 2010(17)
[10]SIFT和旋转不变LBP相结合的图像匹配算法[J]. 郑永斌,黄新生,丰松江. 计算机辅助设计与图形学学报. 2010(02)
博士论文
[1]基于特征点的图像配准技术研究[D]. 丁南南.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[2]图像配准技术及其应用的研究[D]. 宋智礼.复旦大学 2010
硕士论文
[1]基于Contourlet变换的图像融合及融合指标研究[D]. 郭磊.吉林大学 2014
[2]基于双树复小波域的红外和可见光图像融合[D]. 冯宏臣.长春理工大学 2013
本文编号：3156937
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