圖像融合算法與并行實(shí)現(xiàn)研究

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1、圖像融合算法與并行實(shí)現(xiàn)研究西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文圖像融合算法與并行實(shí)現(xiàn)研究姓名：王愛華申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)指導(dǎo)教師:王寶樹20070101摘要摘要多傳感器圖像融合技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢在各個領(lǐng)域，尤其足軍事領(lǐng)域得到了廣泛的重視和應(yīng)用。但國內(nèi)有關(guān)圖像融合算法的研究還不是很成熟，特別是圖像融合算法的并行實(shí)現(xiàn)有待深入的分析探討。本文首先系統(tǒng)地介紹了圖像融合的原理、應(yīng)用、發(fā)展現(xiàn)狀等。接著,深入地研究了不同圖像傳感器及其成像特點(diǎn)，并總結(jié)了有代農(nóng)性的地物圖像特點(diǎn)。針對紅外/可見光圖像和高分辨率/多光譜圖像，仔細(xì)地分析比較了其具有代表性的圖像融合算法的原理、性能,在此基礎(chǔ)上提出了

2、一種基于對比度準(zhǔn)則的小波變換融合算法。仿真實(shí)驗(yàn)證明，在多光譜圖像的光譜保留方面和紅外圖像的邊緣輪廓保留方而，該算法具有良好的性能。對于小波變換圖像融合算法的主要問題??所需處理的數(shù)據(jù)量大，難以滿足實(shí)時性的工程應(yīng)用要求，本文提出了基于小波變換的并行圖像融合算法。并對算法的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，對算法的實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述。由丁該并行算法具有計(jì)算的數(shù)據(jù)局部性和邊界計(jì)算相關(guān)性特點(diǎn)，所以采用了相鄰處理器復(fù)制數(shù)據(jù)的兀余存儲技術(shù)，減少了融合過程中的通信時間。在環(huán)境下進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，得到了可觀的加速比，融合效率比單機(jī)實(shí)現(xiàn)提高了?％。關(guān)鍵字：圖像融合小波變換并行計(jì)算，//?,,?%?:聲明西安電子

3、科技大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性或創(chuàng)新性聲明秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)分和優(yōu)良的科學(xué)道德,木人聲明所里交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文屮特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果；也不包含為獲得西安電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對木研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。申請學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，木人承擔(dān)一切的法律責(zé)任。本人簽名：日期堡逖西安電子科技大學(xué)關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即:研究生在校攻讀學(xué)位期間

4、論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬西安電了科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許查閱和借閱論文;學(xué)校可以公布論文的全部或部分內(nèi)容,可以允許采用影印、縮卬或其它復(fù)制手段保存論文。同時木人保證，畢業(yè)結(jié)合學(xué)位論文研究課題再攥寫的文章一律署名單位為西安電子科技大學(xué)。保密的論文在解密后遵守此規(guī)定本學(xué)位論文屬于保密，在一年解密后適用本授權(quán)書。FI期翌竺木人簽名：？雌王寶樹日期導(dǎo)師簽名：第~章緒論第一章緒論圖像融合是在數(shù)據(jù)融合技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，因此具有與數(shù)據(jù)融合相同的特點(diǎn)，同時由于它的研究處理對彖為圖像，因此又具有自身的特殊性。能夠通過對多傳感器多圖像數(shù)據(jù)源的綜合處理提高系統(tǒng)的性能和信息的使用效率。冃

5、前,圖像融合技術(shù)日益受到諸多領(lǐng)域研究者的重視，并在軍事、醫(yī)學(xué)、遙感、計(jì)算機(jī)視覺、口動目標(biāo)識別、機(jī)器人、交通管理、航空管制以及制造業(yè)等方面得到廣泛應(yīng)用，使得多傳感器圖像融合成為當(dāng)前圖像技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。?圖像融合??圖像融合的概念與發(fā)展圖像融合是數(shù)據(jù)融合的一個重要分支，因此圖像融合具有與多傳感器數(shù)據(jù)融合相同的優(yōu)點(diǎn)。所謂圖像融合就是對不同類型傳感器獲取的同一地區(qū)或同一目標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)圖像是以二維數(shù)據(jù)的形式存在的，采用一定的算法，將各圖像數(shù)據(jù)屮所包含的信息優(yōu)勢或互補(bǔ)性有機(jī)結(jié)合起來產(chǎn)生新的圖像數(shù)據(jù)的技術(shù)。這樣,通過互補(bǔ)信息的有機(jī)集成，可以減少或抑制單一信息對被感知對象或環(huán)境解釋中可能存在的多義

6、性、不完整性、不確定性和誤差，最大限度地利用各種信息源提供的信息，從而大大提高在特征提取、分類、口標(biāo)識別等方而的有效性。同其他高新科技一樣，多傳感器圖像融合技術(shù)也是首先在軍事技術(shù)上得到應(yīng)用的。目前，多傳感器圖像融合在軍事上的應(yīng)用越來越廣泛。自海灣戰(zhàn)爭和科索沃戰(zhàn)爭以來，精確制導(dǎo)武器訃人刮日相看。隨著精確制導(dǎo)武器攻擊過程中遇到的對抗層次越來越多、對抗手段越來越復(fù)雜、目標(biāo)的隱身以及掠地海進(jìn)攻等,確制導(dǎo)武器采用菲成像的單一尋的制導(dǎo)方式已經(jīng)不能完成作戰(zhàn)使命，必須發(fā)展成像制導(dǎo)和多模復(fù)合尋的制導(dǎo)技術(shù)，而多模復(fù)合尋的制導(dǎo)的關(guān)鍵技術(shù)Z—就是多傳感器的信息融合。除了導(dǎo)彈外，美、德、法、俄羅斯等國口前都已研

7、制成功并開始生產(chǎn)自主式炮彈發(fā)射后不用管，可自C尋找目標(biāo)，這種炮彈可在預(yù)定的冃標(biāo)區(qū)域內(nèi)自主地搜尋坦克類目標(biāo)。據(jù)猜測美軍未來的式毫米精確制導(dǎo)追擊炮彈可能是采用自主式紅外成像復(fù)合制導(dǎo)。在世紀(jì)的數(shù)字化戰(zhàn)場上，先進(jìn)的偵察車及偵察設(shè)備將是保證裝甲車作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵設(shè)備，為此，目前英、美、徳、荷蘭和捷克都在積極發(fā)展和研制先進(jìn)的裝甲偵察車。這些偵察車上基本都是將熱圖像融合算法與并行實(shí)現(xiàn)研究像儀、激光測距儀、電視攝像儀可見光等多個傳感器進(jìn)行融合利用。美國計(jì)劃在年研