多傳感器圖像融合應用研究

原野 林宏 韓曉靜 肖舟旻 邢劭謙

【摘要】 多傳感器圖像融合的應用表現在多個領域中，航空航天、軍事、醫療，以及其他高新技術產業，圖像融合條件下，多傳感器能夠將數字化信號反應在圖像中，并把圖像特征充分的發揮出來。經多維度、多測度空間處理，多源信息圖像的應用功能會愈加豐富、多樣，不僅圖像的信號層、像素層、特征層能夠有機的融合在一起，其還會展現出不同種類、風格的融合圖像。

【關鍵詞】 多傳感器 圖像融合 影響因素 應用研究

在光學、電子學、攝影技術，以及傳感器技術、計算機技術的多重應用表現下，圖像融合這一科研課題迅速發展起來。傳感器作為一種檢測裝置，在信息測量、信號編輯方面擁有強大的功能優勢，它不但能在復雜環境下接收圖像信號，還能將多重信號一一過濾、整合在一起，形成融合型圖像。

一、傳感器圖像融合技術分類

1、信號層。傳感器接收的是源信號，所以相對于信號層的圖像融合，與其他種類相比，其圖像質感、表現更好，因為首先信號的誤差小、傳感器信號處理能力強，微小、弱勢的信號都可以被檢測、處理到。信號層信號會混有隨機噪聲影響，該信號在估量過程會發生階段性改變，因此需要精準確定、對比信號頻率才行。

2、像素層。像素層圖像代表的是不同程度的像素信息內容，與信號信息不同，它具有一定的特征性，多半以圖像的形式展現出來。為了讓圖像能夠最真實、細膩的傳輸信號，傳感器會依靠濾波功能，對同種像素級的圖像信息源進行映射處理，以謀求圖像信息源在融合后產生交互影響，進而的形成豐富多元的融合圖像。如果各傳感器參加融合的圖像具有不同分辨率，則需要在映射處理的基礎上，對圖像信號源進行細致、精密的對準和校對，從高到底像素級，一步步提取、融合圖像信號源的各特征信息。

3、特征層。特征層體現在傳感器信息數據的融合特征，與信號層和像素層存在某種聯系，信號的原始特征、圖像信息源的特征，都能夠透過信息的“特殊含義”所展現出來，也就是說，在某特殊區域、特殊范圍、特殊時間內，如果要求傳感器信息融合處理，那么首當其沖的便會是特征層的信號內容，因為其在邊界提取、同密度或同景深區域表示等方面存在較大差異，亦容易被發覺、應用。

二、多傳感器圖像融合應用研究

本文選擇紅外圖像與可見光圖像融合應用為研究對象，探索多傳感器是如何實現圖像融合的，紅外信號具有感光、感溫功能，在不同溫度梯度環境中，紅外圖像所表現出來的信號內容是存在明顯差異的。可見光圖像與其相比，可以展現、表露出諸多圖像上的信息細節，如：局部高度、表征狀態，以及光感亮度等等。該項技術應用在軍事領域，軍人要在夜晚的環境中組織進攻，必須通過紅外傳感器探索、檢測周邊環境，在將其與可見光圖像融合，展現夜晚環境下真實的地區環境狀態，使軍人猶如在白天作戰。

為了進一步豐富紅外圖像與可見光圖像的融合效果，技術人員選擇了特征層圖像融合技術，它首先利用紅外傳感器把周邊環境的探索信號、內容搜集過來，再由濾波器、信號編輯器、圖像處理裝置，將其復制粘貼到傳統可見光圖像中，使檢測到的信號發揮圖像編輯、處理能力，通過信號的變化、編輯處理，使圖像展現可變的幾何圖形、方向、位置，以及特征的時域范圍情境狀態。紅外傳感器檢測到的圖像數據是信號翻譯過來的，所以準度較高，可達到中級，如果精度要求還有待提升，可通過提高紅外傳感器檢索信號的頻率和波長，提高圖像數據的精度級別。此外，在把紅外傳感器中的眾多圖像信號進行壓縮處理的過程中，可見光圖像也應利用傳感器操作、檢測信號的附加特征，以做到紅外圖像與可見光圖像在像素級、信號層方面形成統一的處理模式。為了能夠使不同波段紅外圖像能夠與相同波段可見光圖像有效的融合在一起，工程人員還特意在紅外傳感器上設置了兩個波段檢測裝置，一來，是為了過濾與可見光圖像信號波段不相符的紅外圖像信號波段；二來，透過兩種波段信號的比對、分析，判斷融合圖像的精度、描述效果。

總的來講，無論是哪種傳感器圖像融合技術，在現實應用中，都需要其他技術與統計計算處理工作予以支持，否則，技術應用問題將始終伴隨著融合圖像應用的整個過程。雖然本文只選用了紅外圖像和可見光圖像融合應用案例進行分析，但是其完全可以說明，在圖像融合中，圖像信號源的甄選、判斷、統計計算對于圖像融合效果來講至關重要，所以操作時，務必加以重視，并校驗準確。

三、結論

通過上文對多傳感器圖像融合技術的相關應用問題展開討論發現，圖像融合技術的應用領域廣闊，只要科學研究、技術升級需要，它是可以介入到方方面面的科研工作中，為工程人員提供較為準確、多元功能的圖像信息。

參 考 文 獻

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