数字图像的融合算法

马侦

摘要 在科技的发展过程中，模式识别技术有了极大的进展，对于图像进行融合与识别已经成为了一项极为重要的现代化技术，本文对于基于像素级、特征级和决策级的图像融合技术进行了分析与探讨，对其发展与应用进行了总结与展望。

【关键词】数字图像 融合算法 研究

1 引言

图像融合是指通过对多源图像信息的提取和合成，从而获得对同一场景目标的更为准确、更为全面、更为可靠的图像描述。人们可以得到包含了在各种环境条件下、各种模式下、各种观测角度对同一事物的综合特征描述的合成图像。

2 数字图像的融合算法分析

2.1 基于像素级的融合

基于像素级融合，是对多源图像的关于同一场景、目标的同一像素级灰度进行的综合处理，生成的新图像能够包含源图像中所有像素点的信息，进行像素级融合之前，必须先对进行融合的图像进行预处理和图像配准，目的是为了提高融合的可靠性和精度。每个传感器提供的图像来自不同的时间和空间，或者是在同一时间和空间下而具有不同光谱特性的图像。像素级图像融合技术可以通过边缘的信息，来对将来的融合情况进行预期，同时可以高效的进行整体化的优化与安排，实现自动操作。该技术可以利用计算机硬件和软件共同来为客户的需求进行分析，实现高效辨识。

2.2 基于特征级的融合

特征级的融合是利用从各个传感器图像的原始信息中提供的特征信息进行综合分析处理，从每个传感器提取局部特征，融合处理后获得复合特征。特征通常为图像边缘、角点、纹理、相似区域等。对特征级图像融合技术进行有效的分析，可以将其的技术优势完全的发挥出来，分布式的图像融合技术决定了其传输需要依靠一定的内外部条件才能执行，同时这些流量必须通过相关装置的配合才能进行传输，同时也无法进行调度，图像融合技术使得特征分布进行了改变与优化。

2.3 基于决策级的融合

决策级的融合，先对每个源图进行预处理、数字图像融合、识别或判决，所示。首先做出目标的初级判断和结论，然后对来自各个传感器的决策进行相关处理，最后进行获得联合判断。决策级的融合是直接针对具体的决策目标，充分利用来自各自图像的初级决策。在决策级的预处理中，对图像配准的要求较低，甚至可以不用考虑，因为，各个传感器已经首先进行了决策提取。决策级图像融合技术对于设备的要求是非常高的，因为其会直接影响到用户的使用质量，同时对于信号的管理方面有着极大的问题，需要依靠计算机等相关来技术来对其进行管理。

通过基于像素级和特征级的方法，都可以对于数字图像融合模式进行求解，同时它们应该通过对象的一些基本特性，来对其进行优化，得到一个符合实际的答案，其中像素级融合主要是通过方程计算来进行最优化的，在得到最优化的结果之前，每一步可能只是部分的稳定，但并不一定是全局化的稳定，所以求出的答案也不一定是总体的优化方案，但是对于决策级融合来说，它主要是采用每一步数字图像融合优化的方式来进行最优化数字图像融合的，所以，在刚开始就对系统有一定的要求，自适应的数字图像融合，主要是在初始条件稳定的情况下，对于每一步的代价函数来进行计算，在这个算法进行计算的过程当中，对于初始条件进行选择是极为重要的，它对于整个算法能否在较短时间内得到正确的答案，收敛到稳定的区域内是起着关键性的作用的，因此这个算法主要困难在于需要在一开始就找到一个稳定的数字图像融合模式。

3 数字图像融合算法的发展与应用

图像融合目前越来越借助于BP神经网络技术，BP神经网络主要包括输入层、中间层和输出层，主要通过梯度下降法来进行误差的快速下降，使得整个系统能够盡快的收敛，最终使得误差减小，得到最优化的识别配准结果。它们主要是采用隐藏式的结构，从外部是无法进行感知的，输出层可以将中间层计算好的信息进行输出，这样就实现了正向的学习，最后由总的输出层来把结果进行输出，在实际运行当中，输入层的权值不变，不断的对于中间层的权值进行更新，如果实际的输出和期望差距比较大的时候，就可以产生一定的误差，这样误差就会反向传播，按照原有的方式进行各层的修正，把每一层的权重都进行调整，调整使其更加满足实际的要求。

由于在整个工业系统中数字图像融合技术属于特别重要的组成，这一系统拥有着特别强的处理能力，数字图像融合技术所具备的及时、直观、丰富信息内容、准确的优点而在比较多场合广泛得到应用。尤其是在最近几年时间以来迅猛发展的计算机技术、图像处理技术的背景下，那么红外光电监控还会朝着智能分析、高清晰领域发展。图像处理平台的组成是各种设备资源等系统的磁盘阵列、数据库、服务器等基础设备设施，其职责就是将安全、可靠、稳定、有效数据来源提供给综合管理平台系统的应用系统。主要是指各种类型的安全数据交互中间件、关系数据库等综合信息资源库。通过封装各种类型的安全加密、操作系统、多媒体协议、数据库，使得所存在的差异得到屏蔽，让上层应用平台无关性实现，将运行系统效率与系统兼容性有效提升。

4 总结

同时，数学图像融合技术也为工业的发展提供了相关的保障，各种技术使得信息的采集与管理越来越方便，可以使得图像分析设备的使用更加方便，这些创新技术使得图像融合技术越来越成为各行业的重要发展趋势，因此我们需要提升图像处理设备的可靠性，使其更好地为我们而服务。

参考文献

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