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多聚焦彩色图像融合预处理
摘要: 彩色图像可以将不同的亮度和不同的彩色组合起来表示不同的信息,由彩色图像融合而成的彩色融合图像就可以更好地表达细节信息,因而彩色图像的融合对于实际应具有更为重要的作用。而大多数讨论多聚焦图像融合的文章都只讨论灰度图像,或是讨论多聚焦彩色图像融合时,仅仅简单地对RGB三分量进行分开处理,
關(guān)鍵詞: 多聚焦彩色 图像融合
Abstract:
Key words :

 

   彩色圖像可以將不同的亮度和不同的彩色組合起來表示不同的信息,由彩色圖像融合而成的彩色融合圖像就可以更好地表達細節(jié)信息,因而彩色圖像的融合對于實際應具有更為重要的作用。而大多數(shù)討論多聚焦圖像融合的文章都只討論灰度圖像,或是討論多聚焦彩色圖像融合時,僅僅簡單地對RGB三分量進行分開處理,如:文獻[9]提出了一種基于三基色RGB的融合方法,該方法分別對三基色分量進行小波變換,以三基色分量方向?qū)Ρ榷葹榕袚?jù)進行融合,但它忽略了多聚焦彩色圖像各分量的特性及對融合結(jié)果的影響程度。本文詳細分析不同顏色空間和不同顏色分量對融合結(jié)果的影響。

1 幾種常見的顏色模型及其相互轉(zhuǎn)換
    下面是幾種常見的顏色模型:
    (1)RGB顏色模型
    RGB顏色模型(空間)是用于顯示和保存彩色圖像的最常用的彩色模型,由R(紅)、G(綠)和B(藍)三個分量組成。
    (2)HSI顏色模型
    HSI顏色模型將亮度分量(I)與彩色圖像中攜帶的色度(H)和飽和度(S)分開,因此HSI模型對于開發(fā)基于彩色描述的圖像處理算法是一個理想的工具,對于人類來說,它們看起來更加自然和直觀。


    (3)YIQ顏色模型
    YIQ顏色模型來源于國家電視標準委員會(NT-SC)制彩色電視信號的傳輸。其中,Y分量代表圖像的亮度信息;I,Q兩個分量則攜帶顏色信息,J分量代表從橙色到青色的顏色變化,而Q分量則代表從紫色到黃綠色的顏色變化。
    通過把彩色圖像從RGB轉(zhuǎn)換到Y(jié)IQ顏色空間,可以把彩色圖像中的亮度信息與色度信息分開,RGB與YIQ顏色空間的相互轉(zhuǎn)換公式為:

 

  

 

 

 
 
 
 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

    對于不同的彩色模型,采用方差法與加權(quán)法結(jié)合進行融合實驗,采用db8小波的進行分解,分解層數(shù)為3層,最終得到的融合結(jié)果如圖2所示。

 

    通過對表1的分析,將各項評價函數(shù)再取均值來研究總體效果可以看出,基于YIQ模型的各項融合指標較好。

3 不同顏色分量對融合結(jié)果影響的比較
    文獻[10]將顏色的三維分量分解成亮度Y和色差I(lǐng),Q,然后進行融合,但未討論各顏色分量對融合結(jié)果的影響程度,本節(jié)考慮到Y(jié)IQ各分量不同的物理意義,討論各分量對融合結(jié)果的影響。
    首先,分析一下YIQ模型中各分量的特性。采用標準Lena彩色圖像圖1(a),將其由RGB模型變換到Y(jié)IQ模型。

 

    計算各分量的信息熵,Y分量的信息熵為7.446 3,I分量的信息熵為5.911 3,Q分量的信息熵為4.753 6,可以看出,彩色圖像的信息含量主要在Y分量中,其對融合結(jié)果有重要影響。
    下面通過實驗具體說明這一點。分別對Y,I,Q分量中任意一分量運用能量法與加權(quán)法相結(jié)合的方法進行融合實驗,其他兩分量的融合結(jié)果采用兩幅源圖像中任意圖像對應分量,融合結(jié)果如表2所示。

 

    從表2中可以看出,Y亮度分量對融合結(jié)果的影響要比I,Q兩色度分量對融合結(jié)果的影響大,說明在多聚焦彩色圖像融合中,Y亮度分量含有的細節(jié)信息較多,所以對其應重點處理。


4 結(jié) 語
    基于RGB,YIQ,HSI和YCrCb的多聚焦圖像融合結(jié)果是有區(qū)別的。本文實驗表明,基于YIQ模型的各項融合指標較好。對于YIQ顏色模型,Y亮度分量對融合結(jié)果的影響要比I,Q兩色度分量對融合結(jié)果的影響要大,說明了在多聚焦彩色圖像融合中,Y亮度分量含有的細節(jié)信息較多,所以在融合時要對其重點處理。

 

 

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