基于直觉模糊集的多波段图像融合方法研究

摘要

对多波段高精度探测系统采集到的多波段图像进行图像融合，可以得到更加准确、完整的信息。然而，由于成像设备和图像传输特性的不同，以及不同光照的影响，采集到的图像会不可避免地引入噪声和模糊等不确定信息。为了解决复杂探测图像融合中存在的模糊不确定性，以及当前多是两两序贯式融合的问题，本文使用具有处理不确定性和非线性能力的直觉模糊集理论对多波段图像融合方法进行研究，主要工作如下: (1)多波段图像融合直觉模糊化处理方法分析。针对现有直觉模糊集方法用于多波段图像的优势性能不确定问题，使用五种直觉模糊集方法对多波段图像进行直觉模糊化处理，并使用同一融合规则进行融合，通过实验仿真以及评价指标分析对比，优选出适用于多波段图像融合的直觉模糊化方法。 (2)提出基于直觉模糊集排序自适应融合规则。为了解决图像融合中属性权重分配不精确的问题，提出基于直觉模糊集排序自适应融合的方法。首先，采用阈值分割法将图像分为前景和背景，使用工作(1)所优选出的直觉模糊集方法对前景进行直觉模糊化处理，与背景结合得到增强后的图像;其次采用多尺度变换方法将增强图像分解为高低频图像，高频采用绝对值取大融合规则，低频采用直觉模糊集排序自适应融合规则进行融合;最后对融合后的高低频进行逆变换得到融合图像。该方法有效融合了图像的目标信息，融合结果细节信息丰富，边缘清晰，同时亮度与对比度增强，有效提高了图像的视觉效果。 (3)多波段图像融合系统设计与实现。基于MATLAB设计开发整个多波段图像融合系统，主要功能为直觉模糊化处理图像、图像融合和图像评价，实现了基于直觉模糊集的多波段图像融合。