圖像信息融合與識(shí)別

前言

　　信息融合技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于國(guó)防軍事領(lǐng)域，并被證明是現(xiàn)代信息化協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的研究已成為國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。信息融合技術(shù)由于能夠使獲取的信息更加可靠與完整，已經(jīng)成為現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中的軍事實(shí)力倍增器?！　《鄠鞲衅鲌D像配準(zhǔn)和融合技術(shù)是在信息融合技術(shù)的理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的圖像處理新技術(shù)。圖像融合技術(shù)能夠綜合多傳感器圖像信息，提供更多更有效的關(guān)于場(chǎng)景的描述，所以在衛(wèi)星遙感、醫(yī)學(xué)、航空、雷達(dá)等領(lǐng)域的圖像處理、分析和工程中得到了廣泛應(yīng)用。多源圖像融合是對(duì)同一場(chǎng)景中的多源圖像信息的提取和綜合，但是系統(tǒng)中不同的多個(gè)傳感器所處的空間位置或分辨率等參數(shù)不同時(shí)，造成了同一場(chǎng)景中目標(biāo)圖像的位移、尺度、旋轉(zhuǎn)或投影的不同，其主要原因有地理位置不同、多源圖像錄取和傳遞時(shí)間上的不一致、分辨率的不同等。因此，像素級(jí)圖像位置配準(zhǔn)是圖像融合的前提和基礎(chǔ)。由于多源圖像信息具有互補(bǔ)性和冗余性，因此融合圖像包含了比任何單一傳感器輸入通道的圖像更豐富、更全面、更具細(xì)節(jié)的信息，并且可以有效地提高信噪比，具有更高的可靠性，使融合結(jié)果有更高的可信度，有利于提高對(duì)圖像信息的分析和識(shí)別能力。開(kāi)展圖像配準(zhǔn)和融合的理論及實(shí)現(xiàn)方法的研究，具有重要的意義?！　∫曈X(jué)圖像是人類(lèi)獲取信息的主要途徑?，F(xiàn)代信息化作戰(zhàn)中，需要對(duì)各種傳感器信息進(jìn)行正確、有效、實(shí)時(shí)的識(shí)別與處理，其中圖像識(shí)別又是獲取信息重要手段。視覺(jué)傳感器采集的圖像信息經(jīng)過(guò)數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行某些數(shù)學(xué)運(yùn)算，以達(dá)到圖像目標(biāo)識(shí)別的任務(wù)。目前，模式識(shí)別理論和技術(shù)已成功地應(yīng)用于國(guó)防科研、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等許多領(lǐng)域，如指紋識(shí)別、衛(wèi)星遙感圖片的機(jī)器判讀、視覺(jué)機(jī)器人、武器制導(dǎo)尋的系統(tǒng)、車(chē)輛駕駛系統(tǒng)及車(chē)牌車(chē)型識(shí)別系統(tǒng)等。　　本書(shū)基于國(guó)防預(yù)研項(xiàng)目，以圖像信息配準(zhǔn)、融合與識(shí)別及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)作為主要研究?jī)?nèi)容，是目前國(guó)內(nèi)尚未涉及或尚未深入開(kāi)展的前沿研究?jī)?nèi)容，不僅進(jìn)行了系統(tǒng)深入的理論研究，還設(shè)計(jì)并研制了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)涉及的理論和算法進(jìn)行了驗(yàn)證。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)內(nèi)容主要包括多源圖像配準(zhǔn)、融合和圖像識(shí)別的基本理論，以及圖像配準(zhǔn)、融合、識(shí)別賴(lài)以發(fā)展的理論基礎(chǔ)，如統(tǒng)計(jì)推斷與估計(jì)、智能計(jì)算、模式識(shí)別理論基礎(chǔ)等；還包括頻域相關(guān)配準(zhǔn)、塔式變換融合、小波變換圖像融合方面的理論；討論分析了客觀和主觀的融合圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；涉及紅外圖像與可見(jiàn)光圖像融合，遙感圖像融合，醫(yī)學(xué)多模圖像配準(zhǔn)等新技術(shù)?！　”緯?shū)知識(shí)體系完整，內(nèi)容資料詳實(shí)，理論深入淺出，實(shí)驗(yàn)材料取舍恰當(dāng)，適合作為從事多源圖像融合和圖像模式識(shí)別相關(guān)研究方向的電子工程專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的參考資料，也可以作為高等院校、科研院所計(jì)算機(jī)與電子信息類(lèi)研究生的專(zhuān)業(yè)教材與參考書(shū)籍。

書(shū)籍目錄

第1章　緒論1.1　數(shù)據(jù)及圖像融合技術(shù)1.1.1　信息融合技術(shù)的發(fā)展1.1.2　圖像融合技術(shù)的發(fā)展1.1.3　信息融合理論1.2　模式識(shí)別基本概念1.2.1　模式識(shí)別1.2.2　模式識(shí)別的基本方法1.2.3　特征矢量和特征空間1.2.4　圖像識(shí)別1.3 圖像信息融合與識(shí)別技術(shù)在軍事中的應(yīng)用1.4　本書(shū)內(nèi)容安排第2章　多傳感器圖像配準(zhǔn)融合原理2.1 引言2.2　多種圖像傳感器以及圖像模型2.2.1　圖像傳感器2.2.2　傳感器圖像模型2.3　多種圖像融合模型、原理和層次2.3.1 圖像融合模型2.3.2　圖像融合原理2.3.3　圖像融合目的2.3.4　圖像融合層次2.3.5　圖像融合方法2.4　多傳感器圖像配準(zhǔn)模型和原理2.4.1　數(shù)字圖像預(yù)處理2.4.2　配準(zhǔn)技術(shù)基本概念2.4.3　多源圖像配準(zhǔn)原理2.4.4　圖像配準(zhǔn)過(guò)程2.4.5　圖像配準(zhǔn)方法小結(jié)第3章　基于頻域相位相關(guān)的多源圖像的高精度配準(zhǔn)3.1　引言3.2　像素級(jí)配準(zhǔn)算法3.2.1　空域互相關(guān)配準(zhǔn)3.2.2　傅里葉變換配準(zhǔn)3.3　亞像素級(jí)配準(zhǔn)算法研究3.3.1　插值法3.3.2　微分法3.4　插值和相位相關(guān)多源圖像亞像素級(jí)配準(zhǔn)3.4.1　插值和相位相關(guān)亞像素級(jí)配準(zhǔn)方法的原理分析3.4.2　插值方法原理3.4.3　相位相關(guān)亞像素級(jí)的配準(zhǔn)3.4.4　亞像素級(jí)配準(zhǔn)精度理論分析3.4.5　算法分析3.5　實(shí)驗(yàn)和討論小結(jié)第4章　亞像素級(jí)邊緣定位方法4.1 引言4.2　邊緣檢測(cè)4.2.1　邊緣分類(lèi)檢測(cè)4.2.2　亞像素級(jí)邊緣檢測(cè)4.3　概率估計(jì)亞像素級(jí)邊緣中心定位算法4.3.1　細(xì)化方法4.3.2　概率估計(jì)亞像素級(jí)邊緣中心算法原理4.4　算法及精度分析4.4.1　無(wú)偏估計(jì)算法4.4.2　中值算法及其精度4.4.3　算法實(shí)現(xiàn)4.5　實(shí)驗(yàn)結(jié)果小結(jié)第5章　最大互信息圖像配準(zhǔn)方法研究5.1　引言5.2　相似性測(cè)度5.2.1　相似性測(cè)度5.2.2　基本概念5.3　互信息多模醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)……第6章　基于小波概率估計(jì)的圖像融合方法研究第7章　模式識(shí)別與分類(lèi)器第8章　圖像預(yù)處理技術(shù)第9章　圖像分析與圖像識(shí)別第10章　基于VMEBUS的多源圖像實(shí)時(shí)配準(zhǔn)融合系統(tǒng)參考文獻(xiàn)后記

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　數(shù)據(jù)及圖像融合技術(shù)　　現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)發(fā)展為電子化、信息化模式，并在海、陸、空、天、電磁五維結(jié)構(gòu)中進(jìn)行。為了獲得最佳作戰(zhàn)效果，在現(xiàn)代協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)中，依靠單一傳感器提供的信息已無(wú)法滿足作戰(zhàn)需求，必須運(yùn)用多傳感器提供的觀測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)目標(biāo)跟蹤和處理，來(lái)獲取敵方目標(biāo)屬性、行為意圖、態(tài)勢(shì)評(píng)估、威脅分析和輔助決策等作戰(zhàn)信息。因此，近年來(lái)，多傳感器信息融合技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)，并已成為多種技術(shù)相結(jié)合的新學(xué)科?！　《鄠鞲衅餍畔⑷诤弦喾Q(chēng)多源信息融合，是指對(duì)來(lái)自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行多級(jí)別、多方面、多層次的處理和綜合，從而獲取更可靠、更豐富、更精確、更有意義的信息。多種文獻(xiàn)[1．1-1．4]對(duì)信息融合的定義大致可概括為：對(duì)按時(shí)序獲得的多傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)在一定準(zhǔn)則下加以自動(dòng)分析、優(yōu)化綜合，以完成所需的準(zhǔn)確狀態(tài)估計(jì)和決策任務(wù)而進(jìn)行的處理過(guò)程?！　《鄠鞲衅魉峁┑男畔⒑蛦我粋鞲衅魉峁┑臄?shù)據(jù)相比，具有可靠性、冗余性、互補(bǔ)性。利用冗余性信息可以改善信噪比，并可獲得更可靠的結(jié)果；利用互補(bǔ)性信息可獲得更全面、更豐富、包含更多細(xì)節(jié)的信息。多傳感器信息融合能夠充分利用多源信息，最大限度地獲得對(duì)目標(biāo)場(chǎng)景的各種特征信息描述。融合形式按照信息來(lái)源，分為雷達(dá)信息融合，如運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的航跡辨識(shí)；圖像信息融合，如對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)圖像中作戰(zhàn)平臺(tái)、目標(biāo)類(lèi)型、位置、數(shù)量的識(shí)別。其原理基于數(shù)字信號(hào)處理，但又有較大差別，多源信號(hào)的觀測(cè)設(shè)備和物理環(huán)境使多傳感器信息形式更復(fù)雜、處理難度更大。

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