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针对毫米波无源成像的图像融合处理方法与算法研究

作　者: 邓栩
导　师: 熊金涛
学　校: 电子科技大学
专　业: 信息获取与探测技术
关键词: 毫米波无源成像 图像融合 图像分割 contourlet变换 安全检测
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 23次
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内容摘要


毫米波无源成像是通过探测场景与目标在毫米波段的自然辐射特性差异,来实现成像。毫米波无源成像具有穿透性,能够检测出隐匿危险物品;成像过程不主动发射电磁波,不会对人体造成辐射伤害。因此,毫米波无源成像技术在监控和安全等领域具有优良的应用前景。本论文依托具体的科研项目,针对毫米波无源成像的图像融合处理方法与算法开展了如下工作:1.分析了毫米波无源成像技术在安全检测等领域的应用现状,分析总结了其存在的不足之处,以及图像融合处理技术运用于毫米波无源成像后期处理的可行性和应用价值。2.分析研究了典型的图像增强和边缘检测算法,并将其运用到毫米波图像的预处理中。通过分析比较各算法的处理效果,分析总结了适合毫米波图像的预处理方法,以利于开展后续的图像融合。3.在分析毫米波和可见光图像特点的基础上,结合项目实际,研究了基于固定配准源的毫米波与可见光图像配准方法,给出了配准源必须具备的条件,并验证了配准方法的可行性。4.研究了图像的分割方法;结合课题的要求和应用实际,研究了融合处理时应遵循的准则。在此基础上,研究了基于图像分割的毫米波与可见光图像融合算法。仿真结果表明,该方法处理所得的融合图像完全满足项目的要求。5.研究了contourlet变换基本原理,对源图像进行了分解重构实验。研究了基于最佳后验性能指标的低频融合算法。分析了毫米波源图像中目标部分像素值分布特点,给出了基于区域能量的高频方向子带融合算法。通过仿真实验和对比分析验证了算法的有效性。实验结果证明,融合图像充分包含了源图像的有用信息,符合人眼的视觉习惯,使检测人员迅速地做出准确地判断,达到图像融合的目的。利用实测毫米波图像进行实验,进一步验证了算法的稳定性,也表明算法具有良好的可兼容性和应用价值。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 研究背景与意义  10-12
  1.2 图像融合处理技术的发展和应用现状  12-13
  1.3 针对毫米波无源成像的图像融合研究现状  13-17
  1.4 研究工作概要  17-18
  1.5 论文内容安排  18-19
第二章 图像融合技术基础理论  19-31
  2.1 图像融合概述  19-20
  2.2 图像融合的层次  20-22
  2.3 像素级图像融合方法  22-28
    2.3.1 基于空间域的图像融合方法  23-24
    2.3.2 基于变换域的图像融合方法  24-28
  2.4 图像融合的效果评价方法  28-30
    2.4.1 主观评价标准  28-29
    2.4.2 客观评价标准  29-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章 毫米波图像预处理算法研究  31-47
  3.1 毫米波图像增强算法研究  31-37
    3.1.1 基于中值滤波的毫米波图像增强算法  31-33
    3.1.2 基于直方图均衡化的毫米波图像增强算法研究  33-34
    3.1.3 基于形态学的毫米波图像增强算法研究  34-37
  3.2 毫米波图像边缘检测算法研究  37-44
    3.2.1 基于一阶微分的边缘检测算子  37-40
    3.2.2 基于二阶微分的边缘检测算子  40-42
    3.2.3 canny 边缘检测算子  42-44
    3.2.4 实测毫米波图像的边缘检测仿真实验  44
  3.3 毫米波与可见光图像配准方法设计  44-46
  3.4 本章小结  46-47
第四章 基于图像分割的毫米波与可见光图像融合方法研究  47-61
  4.1 图像分割方法概述  47-55
    4.1.1 最大熵阈值法  48-49
    4.1.2 最大类间方差法  49-51
    4.1.3 迭代最佳阈值法  51-52
    4.1.4 分水岭分割法  52-55
  4.2 图像分割算法仿真实验  55-57
    4.2.1 目标的分割实验  55
    4.2.2 毫米波图像中危险品目标图像的分割  55-57
  4.3 基于图像分割的毫米波与可见光图像融合算法研究及仿真  57-60
    4.3.1 基于图像分割的毫米波与可见光图像融合算法研究  57-58
    4.3.2 实验仿真  58-59
    4.3.3 实测毫米波图像融合实验  59-60
  4.4 本章小结  60-61
第五章 基于Contourlet 变换的毫米波与可见光图像融合算法研究  61-82
  5.1 多分辨率分析理论  61-64
  5.2 Contourlet 变换基本理论  64-71
    5.2.1 Contourlet 变换概述  64-66
    5.2.2 拉普拉斯金字塔变换  66-68
    5.2.3 方向滤波器组  68-71
  5.3 基于contourlet 变换的毫米波与可见光图像融合算法研究  71-76
    5.3.1 低频子带融合算法  72-74
    5.3.2 方向子带融合算法  74-76
  5.4 算法仿真实验  76-79
    5.4.1 仿真实验  76-77
    5.4.2 与基于小波变换的融合算法效果比较  77-79
  5.5 实测毫米波图像与可见光图像的融合实验  79-81
    5.5.1 融合实验  79-80
    5.5.2 与基于小波的融合算法比较  80-81
  5.6 本章小结  81-82
第六章 结论与展望  82-84
  6.1 工作总结  82
  6.2 工作展望  82-84
参考文献  84-87
致谢  87-88
攻读硕士学位期间的研究成果  88-89

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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