像素級圖像融合技術(shù)在軍事領域應用研究.

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1、像素級圖像融合技術(shù)在軍事領域應用研究史玉龍、李林、侯海婷摘要像素級圖像融合是在基礎層面上進行的圖像融合,它能夠提供其它層次上的融合處理所不具有的更豐富、更精確、更可靠的細節(jié)信息,有利于圖像的進一步分析、處理與理解,它在整個圖像融合技術(shù)中是最為復雜、實施難度最大的融合處理技術(shù)。本文分析了像素級多源圖像融合技術(shù)的主要研究內(nèi)容，闡述了像素級多源圖像融合方法及其在軍事領域的應用，進而對其未來發(fā)展方向進行了展望。關鍵字像素級圖像融合；圖像處理；發(fā)展與軍事應用1引言在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，信息主導權(quán)是影響戰(zhàn)略全局的關鍵因素，現(xiàn)代信息

2、系統(tǒng)通向智能化的重要一環(huán)是其感知系統(tǒng)必須包括能夠獲取足夠信息的多種類型的傳感器。各種傳感器的信息具有不同的特征，每種傳感器僅能給出目標和環(huán)境的部分或某個側(cè)面的信息。而多傳感器數(shù)據(jù)融合的基本原理就是充分利用各個傳感器資源，通過對這些傳感器及其觀測信息的合理支配和使用，把多個傳感器在空間或時間上的冗余或互補信息依據(jù)某種準則進行組合，以獲得被測對象的一致性解釋或描述，使該信息系統(tǒng)由此而獲得比它的各組成部分的子集所構(gòu)成的系統(tǒng)更優(yōu)越的性能。圖像融合就是對多個傳感器采集到的關于同一場景或目標的多個源圖像進行適當?shù)娜诤咸幚恚?/p>

3、以獲取對同一場景的更為準確、更為全面、更為可靠的圖像描述。圖像融合的目的是充分利用多個待融合源圖像中包含的冗余信息和互補信息，融合后的圖像應該更適合于人類視覺感知或計算機后續(xù)處理。2像素級圖像融合技術(shù)概述2.1像素級圖像融合概念圖像融合技術(shù)是一種先進的綜合多個源圖像信息的圖像處理技術(shù)。所謂多源圖像融合是對多個傳感器采集到的關于同一場景或目標的多個源圖像進行適當?shù)娜诤咸幚?。圖像是二維信號，圖像融合技術(shù)是多源信息融合技術(shù)的一個重要分支，因此，圖像融合與多傳感器信息融合具有共同的優(yōu)點。通過圖像融合可以強化圖像中的有用

4、信息、增加圖像理解的可靠性、獲得更為精確的結(jié)果，使系統(tǒng)變得更加實用。同時，使系統(tǒng)具有良好的魯棒性，例如，可以增加置信度、減少模糊性、改善分類性能等。目前，將圖像融合技術(shù)應用于數(shù)字圖像處理的主要目的有以下幾種[1]：(1)增加圖像中有用信息的含量，改善圖像的清晰度，增強在單一傳感器圖像中無法看見/看清的某些特性；(2)改善圖像的空間分辨率，增加光譜信息的含量，為改善檢測/分類/理解/識別性能獲取補充的圖像信息；(3)通過不同時刻的圖像序列融合來檢測場景/目標的變化情況；(4)通過融合多個二維圖像產(chǎn)生具有立體視覺的

5、三維圖像，可用于三維重建或立體攝影、測量等；(5)利用來自其它傳感器的圖像來替代/彌補某一傳感器圖像中的丟失/故障信息。像素級的圖像融合是對原始圖像融合形成一幅新的圖像，可以使人更容易識別潛在目標；像素級的圖像融合方法是一種低層次的融合，保留了盡可能多的信息，精度比較高；像素級圖像融合是在基礎層面上進行的圖像融合，它能夠提供其它層次上的融合處理所不具有的更豐富、更精確、更可靠的細節(jié)信息，有利于圖像的進一步分析、處理與理解，它在整個圖像融合技術(shù)中是最為復雜、實施難度最大的融合處理技術(shù)。像素級圖像融合是在嚴格配準的

6、條件下，對各傳感器輸出的圖像信號，直接進行信息的綜合與分析。像素級圖像融合是在基礎層面上進行的信息融合，其主要完成的任務是對多傳感器目標和背景要素的測量結(jié)果進行融合處理。像素級圖像融合是直接在原始數(shù)據(jù)層上進行的融合，該層次的融合準確性最高，能夠提供其它層次上的融合處理所不具有的更豐富、更精確、更可靠的細節(jié)信息，有利于圖像的進一步分析、處理與理解。像素級圖像融合是目前在實際中應用最廣泛的圖像融合方式，也是特征級圖像融合和決策級圖像融合的基礎。但是與其它兩個層次的融合相比，像素級融合需要處理的信息量最大，處理時間較

7、長，對設備的要求也比較高。在進行像素級圖像融合之前，必須對參加融合的各圖像進行精確的配準，其配準精度一般應達到像素級，因此，像素級融合是圖像融合中最為復雜且實施難度最大的融合。2.2圖像融合層次由于融合處理方法眾多，其目的、手段也不盡相同，根據(jù)融合方法在處理流程中所處的階段，按照信息抽像的程度，可將多傳感器圖像融合分為像素級、特征級和決策級三個層次[2，3]。像素級圖像融合是特征級和決策級圖像融合的基礎，它在嚴格的配準條件下，直接對原始數(shù)據(jù)層采用合適的融合策略進行處理，通過對多傳感器目標和背景要素測量結(jié)果進行融

8、合處理，完成多幅圖像的融合，從而得到提高了圖像清晰度和空間分辨率的融合圖像。它的優(yōu)點是盡可能多地保留了場景的原始信息，提供了其他融合層算法所不具有的細節(jié)信息。由于融合結(jié)果為圖像數(shù)據(jù)，有利于計算機的進一步處理和分析，但需要處理的信息量較大，對硬件設備的要求較高，如圖2-1所示。圖2-1像素級圖像融合流程特征級圖像融合屬于中間層次上的融合，它在像素級融合的基礎上，通過使用模式相關、統(tǒng)計分析