多源图像融合方法研究

论文题目: 多源图像融合方法研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 信息与通信工程

作者: 佘二永

导师: 王润生

关键词: 图像融合,多分辨分析,多光谱,特征提取,直线提取,道路提取,证据理论,高光谱,图像分类,目标识别

文献来源: 国防科学技术大学

发表年度: 2005

论文摘要: 多源图像信息融合技术广泛应用于军事、计算机视觉、医疗诊断及遥感应用等领域。论文从像元、特征和决策融合三个方面研究了多源图像融合技术,提出了一些新的分析处理方法。 像元级图像融合技术的主要研究目的是获得一幅视觉增强的图像。本论文首先研究了一般意义下单纯面向视觉增强的多源图像融合方法,提出了一种基于统计融合模型的多分辨融合方法,给出了一般意义下的统计融合模型,通过引入传感器噪声项,有效地抑制了传感器噪声对图像融合的影响。然后在多光谱图像融合中,提出了一种新的融合方法,将相关约束进一步引入到统计融合模型中。这个方法充分增强了相关的空间信息,同时又有效抑制了光谱失真。 特征组合、分类等是现有文献中特征级图像融合的主要研究内容。论文提出了特征级融合的新思想,即在图像特征提取过程中利用多源图像的信息融合。基于这个思想,提出了一种融合多源图像边缘信息的直线提取算法,把边缘的相位信息作为融合要素,通过融合规则组合多源图像中的不同特性。算法可以提取出仅利用单一或部分图像不能获得的直线特征。论文进一步把道路的直线特征与光谱特征相结合,发展了一种从遥感多光谱图像提取道路的算法。 决策级图像融合技术具有广泛的应用范围。Dempster-Shafer(D-S)证据理论是决策融合的主要方法之一,但典型的D-S理论不大适应高冲突证据组合。论文提出了一种基于预处理模式的新方法,在利用Dempster组合规则进行证据组合之前,将冲突焦元的基本概率赋值部分转移到焦元并集,采用证据之间的冲突额度来确定证据组合顺序。由于预方法将冲突化解为不确定的知识表示,D-S理论可以处理冲突证据的组合问题。论文进一步将改进方法应用于高光谱图像分类,发展了一种基于D-S理论的高光谱图像分类方法,提供了比基于典型D-S理论方法更好的结果。 论文提出的所有算法均应用于真实多源图像数据,实验结果显示了算法的有效性。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 多源图像融合技术的分类和研究内容

1.2.1 像元级图像融合

1.2.2 特征级图像融合

1.2.3 决策级图像融合

1.3 课题的主要工作

1.4 论文的内容安排

第二章 多源图像的融合增强

2.1 概述

2.2 相关研究

2.2.1 现有多源图像的融合增强方法

2.2.2 融合效果评价

2.3 基于统计模型的多源图像多分辨融合方法

2.3.1 图像多分辨分析

2.3.2 基于小波变换的多分辨图像融合原理

2.3.3 基于统计特性的图像融合模型

2.3.4 融合系数估计

2.3.5 方差估计

2.3.6 算法实现

2.4 实验结果与分析

2.4.1 视觉增强能力评价

2.4.2 噪声抑制能力评价

2.5 小结

第三章 多光谱图像的融合增强

3.1 概述

3.2 相关研究

3.2.1 现有多光谱图像的融合增强方法

3.2.2 融合效果评价

3.3 保持光谱特性的多光谱图像多分辨融合方法

3.3.1 多光谱图像统计融合模型

3.3.2 融合系数估计

3.3.3 算法实现

3.4 实验结果与分析

3.4.1 主观定性分析

3.4.2 客观定量分析

3.5 小结

第四章 多源图像特征融合提取

4.1 概述

4.2 基于边缘融合的多源图像直线提取算法

4.2.1 现有的直线提取算法

4.2.2 多源图像直线提取算法描述

4.2.3 边缘提取

4.2.4 相位量化

4.2.5 融合编组

4.2.6 直线拟合

4.2.7 实验结果与分析

4.3 遥感多光谱图像道路自动提取算法

4.3.1 算法描述

4.3.2 平行线检测

4.3.3 路段连接

4.3.4 实验结果与分析

4.4 小结

第五章 基于D-S证据理论的决策融合

5.1 概述

5.2 D-S证据理论的基本原理

5.2.1 D-S证据理论的基本概念

5.2.2 Dempster组合规则

5.3 D-S证据理论在决策融合中的局限性及改进方法

5.3.1 冲突证据组合的一般处理方法

5.3.2 基于预处理模式的改进方法

5.3.3 仿真实验结果与分析

5.4 基于D-S证据理论的高光谱图像分类方法

5.4.1 高光谱图像数据的特性

5.4.2 数据源划分

5.4.3 特征提取

5.4.4 基本概率分配函数的构造

5.4.5 决策制定

5.4.6 实验结果与分析

5.5 小结

第六章 结束语

致谢

参考文献

攻读博士期间已撰写和发表的论文

攻读博士期间参加的科研任务

发布时间: 2005-11-07

参考文献

• [1].深海钴结壳近距离回声识别研究[D]. 杨勃.中南大学2010

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