基于統(tǒng)計理論的無源毫米波與光學(xué)圖像融合算法研究.pdf

1、無源毫米波成像是一種通過探測目標(biāo)與自然場景在毫米波段內(nèi)的輻射能量,然后利用能量差異來實現(xiàn)成像的先進(jìn)技術(shù)。由于毫米波具有良好的穿透性——能輕易穿透人體衣物、戰(zhàn)場硝煙,金屬目標(biāo)與背景的輻射能量差異巨大,以及其不主動發(fā)射電磁波而對人體無輻射傷害等諸多優(yōu)勢,該技術(shù)在安檢和軍事偵察等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但其較低的分辨率和信噪比不能準(zhǔn)確細(xì)致地表現(xiàn)場景,無法滿足實際應(yīng)用的要求。無源毫米波與光學(xué)圖像融合技術(shù)能夠?qū)o源毫米波圖像對于隱匿武器和危險品的

2、探測能力與光學(xué)圖像直觀、清晰的優(yōu)勢相結(jié)合,實現(xiàn)信息互補(bǔ),打破單一傳感器頻段的限制,是目前國內(nèi)外的研究熱點之一。
　　本論文首先針對無源毫米波圖像的預(yù)處理、分割以及圖像配準(zhǔn)等方法進(jìn)行了研究,在此基礎(chǔ)上重點研究了基于融合模型的圖像融合方法,主要研究工作如下:
　　(1)研究了無源毫米波圖像的增強(qiáng)方法。針對無源毫米波特點研究了相應(yīng)的目標(biāo)提取及圖像分割方法,為后續(xù)圖像融合中區(qū)域劃分提供了理論和方法依據(jù)。
　　(2)研究了基于傅

3、里葉-梅林變換的圖像配準(zhǔn)方法。針對配準(zhǔn)失效的問題,提出加入邊緣模糊窗函數(shù)的改進(jìn)方法,有效地消除了由于待配準(zhǔn)圖像邊界不連續(xù)導(dǎo)致的虛假譜峰現(xiàn)象。為了提高譜峰搜索精度,提出采用拋物線擬合插值求解譜峰坐標(biāo)的改進(jìn)方法,仿真實驗驗證了上述改進(jìn)方法的正確性及有效性。
　　(3)針對無源毫米波圖像與光學(xué)圖像灰度值差異大但輪廓比較一致的特點,給出了基于其輪廓特征和傅里葉-梅林變換的配準(zhǔn)方法,仿真結(jié)果表明該方法能有效實現(xiàn)無源毫米波與光學(xué)圖像配準(zhǔn)。

4、r>　　(4)研究了傳感器成像理論、高斯混合模型以及期望極大法,結(jié)合傳感器成像理論和高斯混合模型給出了一種圖像融合模型,并結(jié)合期望極大法給出了模型參數(shù)的求解公式和流程,為后續(xù)圖像融合提供了理論依據(jù)。
　　(5)針對無源毫米波與光學(xué)圖像的融合問題,研究了常用的基于小波變換和輪廓波變換的圖像融合算法,提出了在圖像每個區(qū)域內(nèi)分別使用上述圖像融合模型的融合算法并進(jìn)行了對比仿真實驗。主觀上來看,利用該方法融合得到的圖像紋理清晰、對比度高、符