安徽建筑大学电子与信息工程学院
本科毕业设计（论文）开题报告
课 题： 多传感器图像融合方法与应用研究
——多传感器图像融合方法研究
专 业： 通信工程 班 级： 10通信**班 学生姓名： 学 号：
指导教师： 金海红 填表日期： 2014.3.22
安徽建筑大学 电子与信息工程学院
二○○六年十二月 制表
一、简表
学生简况姓名 性别 出生年月 专 业 班 级 课题名称 入学时间 学 号 多传感器图像融合方法与应用研究 多传感器图像融合方法研究 毕业设计（论文）课题 子课题 课题名称 1.纵向课题 2.横向委托 3.自拟√ 4.其他 1．工程设计（实践）2．理论研究 3．实验研究 类 型 4．计算机软件设计 5. 综合类√ 多传感器图像融合是以图像为研究对象的信息融合，它把对同一目标或场景的用不同传感器获得的不同图像，或用同种传感器以不同成像方式或在不同成像时间获得的不同图像，融合为一幅图像，在这一幅融合图像中能反映多重原始图像的信息，以达到对目标和场景的综合描述，使之更适合视觉感知或像医疗应用、目标检测与分类等计算机处理任务。 本课题在了解图像融合的基本概念、图像融合的层次、图像融合技术发展现状的基础上，总结现有的多传感器图像融合方法，将已有的图像融合方法进行分类和分析。本子课题采用多分辨塔式融合算法中的拉普拉斯金字塔的融合方法，研究拉普拉斯金字塔的融合原理，详细分析拉普拉斯金字塔的融合算法，并对该融合算法进行实验仿真。 研究（设计）内容摘 要 二、 选题依据
1. 阐述该选题的研究意义，分析跟该课题有关的国内外研究概况和发展趋势。 随着信息论、控制论、计算机技术、网络技术以及传感器技术等的快速发展，多传感数据融合技术在复杂工业控制、机器人、自动目标识别、交通管制、海洋监测和管理、农业、遥感、医疗诊断、图像处理、模式识别等领域有着极其广泛的应用。多传感器图像融合是以图像为研究对象的信息融合，它把对同一目标或场景的用不同传感器获得的不同图像，或用同种传感器以不同成像方式或在不同成像时间获得的不同图像，融合为一幅图像，在这一幅融合图像中能反映多重原始图像的信息，以达到对目标和场景的综合描述，使之更适合视觉感知或像医疗应用、目标检测与分类等计算机处理任务。与单传感器相比，运用多传感器数据融合技术在解决探测、跟踪和目标识别等问题方面，能够提高系统的可靠性和鲁棒性，增强数据的可信度，提高精度，扩展系统的时间、空间覆盖率，增加系统实时性和信息利用率等。因此当前形式下，多传感器图像融合技术显得尤为重要。 从当前国内外图像融合技术的应用来看，国外发达国家由于起步较早且投入较大，在融合系统的算法和应用研究上处于领先地位，迄今为止已经研制出来上百种极具应用价值的图像融合系统。最早投入使用的是美国陆地资源卫星(Landstar)。英国以通用II类组件为基础，研制出了具有图像融合处理功能的双波段热像仪。美国在军事、民用等各个领域成功应用了图像融合技术，如凝视型N/RRAF-43、扫描型N/RRAF-44红外警戒接收机，TI公司1995年从美国夜视和电子传感器管理局获得了将前视红外与三代微光图像融合系统集成到先进直升机传感器系统的合同，2000年5月，美国波音公司航空电子飞行实验室成功演示并验证了联合攻击机航空电子综合系统的多源信息融合技术和功能，CT和MRI图像的融合处理在颅脑放射治疗可视化的应用。 国内的研究起步较晚。大部分的研究者多将注意力集中在图像融合的策略研究上，因此也涌现出各种不同的策略。大多数是一种策略适用于某一类图像的融合，并且在该类图像融合方面能提高一些性能，但是在融合方面，近年来提出的新方法不太多，大部分集中于小波、HIS变换或者几种方法的结合，感觉陷入了瓶颈。目前，上海交通大学，，中科院上海技术物理研究所，中科院遥感所，武汉测绘大学等单位正在此领域进行一些相关研究。总的看来现今已取得了一些成绩，比如在基于金字塔的图像融合和基于小波的图像融合技术方面都有不小的进步，但是还做得不够好。 从发展趋势上来看，多传感器的图像融合技术的应用将会更加普及，研究将会更加深入，技术将会更加成熟。这是一门前景非常好的学科。 2. 国内外主要参考文献（列出作者 论文名称 期刊名称 出版年月） [1] 陈浩,王延杰. 基于拉普拉斯金字塔变换的图像融合算法研究[J].激光与红外,2009,4 (4). [2] 毛士艺,赵巍. 多传感器图像融合技术综述[J].北京航空航天大学学报,2002,10(28). [3] 武杰,王峰,周锐,薛丹丹,张佩宇. 基于多分辨率的图像融合方法研究[J].科技创新与生产力,2011, 8. [4] 夏明革,何友,唐小明,等. 多传感器图像融合综述[J].电光与控制,2002,9(4):l-7. [5] 杨万海. 多传感器数据融合及其应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2000,4. [6] 胡传奇,王檄,侯家槐. 多传感器图像融合技术及其进展[J].测绘与空间地理信息,2010,4(33). [7] 王志杰,吴娜, 改进的多传感器图像融合算法研究[J].科技通报,2010,6(28). [8] 苗启广,王宝树. 基于改进的拉普拉斯金字塔变换的图像融合方法[J].光学学报,2007,9(27). [9] 程小姣,赵霞,梁蓓. 基于高斯金字塔的多级滤波[J].电脑知识与技术,2009,12(36). [10] 玉振明,高飞. 基于金字塔方法的图像融合原理及性能评价[J].计算机应用研究,2004. [11] 郭李华. 基于金字塔和HIS变换的图像融合研究[J].微计算机应用,2010,11,31(11). [12] 裴仁静. 基于拉普拉斯金字塔的图像细节增强[J].计算机光盘软件与应用,2012,3. [13] Wencheng Wang,Faliang Chang.A Multi-focus Image Fusion Method Based on Laplacian Pyramid[J].Journal of computers,2011,12,6(12). [14] Xinman Zhang,Jiuqiang Han.Multiscale contrast image fusion scheme with performance measures[J].Optica Applicata,2004,3(XXXIV). [15] 王丽,卢迪,吕剑飞.一种基于小波方向对比度的多聚焦图像融合方法[J].中国图像图形学报,2008,13(1):145-150. [16] Conference on Information Fusion(Fusion2004), International Society of Information Fusion(ISIF)[J], Stoekholm, Sweden,2004,6. [17] GPiella, H.Heijmans. A new quality metric for image fusion[J]. International Conference on lmage processing(ICIP2003).2003,9. [18] AnIntroductiontoMultisensorFusion[J].ProeeedingoftheIEEE,1997, 6(23). [19] 阳方林,郭红阳,杨风暴.像素级图像融合效果的评价方法研究[J].测试技术学报,2002,16(4). [20] 蒲恬,方庆品,倪国强.基于对比度的多分辨图像融合[J].电子学报,2000,28(12). [21] 晃锐,张科,李言俊,等一种基于小波变换的图像融合算法[J].电子学报,2004,32(5). 三 、研究方案
拟定采用的研究方法，技术路线，实验方案的可行性分析。 本子课题通过Matlab实现基于拉普拉斯金字塔的图像融合。通过总结现有的多传感器图像融合方法和研究成果，将已有的图像融合方法进行分类和分析。着重研究基于拉普拉斯金字塔图像融合方法的算法原理，完成图像融合仿真实验验证，证明融合效果。 一、图像融合的基本流程： 图1 图像融合的基本流程 二、基于拉普拉斯金字塔的图像融合的算法原理： 拉普拉斯金字塔基于高斯金字塔构成，因此在进行拉普拉斯图像变换之前需要对图像进行高斯分解，然后通过内插放大继续拉普拉斯分解，最后将图像做基于拉普拉斯金字塔分解的融合。具体过程如下： 1．图像的高斯金字塔分解 设源图像为，以，作为高斯金字塔的底层，对原始图像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一层，再对第一层低通滤波并下采样，得到第二层，依次重复构建高斯金字塔。其具体构建过程可以理解如下： 假设高斯金字塔的第一层的图像是： (1) 是一个二维可分离的5×5窗口函数，实际上可以理解为一个低通滤波器，满足条件的5×5子窗口如下： 上述的，，…，就构成了我们所需要构建的高斯金字塔。