圖像擬態(tài)融合理論、模型和應(yīng)用
本書針對(duì)現(xiàn)有圖像融合模型缺乏感知圖像間差異信息能力、不能根據(jù)認(rèn)知差異調(diào)整融合策略等問(wèn)題，將擬態(tài)章魚的擬態(tài)特性引入到圖像融合中，提出圖像擬態(tài)融合的思想。圖像擬態(tài)融合是一種新的智能仿生信息處理的理論和方法，其不企圖給出適用所有圖像融合的方法，也不排除已有融合算法的優(yōu)勢(shì)性能，更不拒絕在融合中引入其他新的理論和方法提升融合自適應(yīng)程度，而是模仿擬態(tài)章魚的多擬態(tài)特性，借助"差異決定結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)決定效果"的思想，根據(jù)不同圖像成像特性和場(chǎng)景變化提取差異特征，形成對(duì)融合可變驅(qū)動(dòng)，使融合模型的結(jié)構(gòu)和算法根據(jù)圖像間差異的變化而動(dòng)態(tài)優(yōu)化，達(dá)到融合效果的整體更優(yōu)。
該書包括理論研究、模型構(gòu)建和應(yīng)用探索三個(gè)方面，內(nèi)容系統(tǒng)全面、新穎實(shí)用，結(jié)構(gòu)完整簡(jiǎn)潔，內(nèi)容模塊的設(shè)置、布局、編排等為圖像擬態(tài)融合理論提供一個(gè)相對(duì)完整、系統(tǒng)的理論框架。本書是在作者及其課題組多年來(lái)研究成果的基礎(chǔ)上撰寫而成的，是國(guó)內(nèi)首本擬態(tài)仿生融合理論研究的專著。
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主要研究領(lǐng)域?yàn)樾畔⑴錅?zhǔn)、融合與識(shí)別、超聲與紅外檢測(cè)技術(shù)等，主持國(guó)家自然科學(xué)基金、教育部博士點(diǎn)基金及省部計(jì)劃項(xiàng)目12項(xiàng)，獲省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、部級(jí)科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)2項(xiàng)、省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)；獲國(guó)家發(fā)明專利6項(xiàng)
目錄
序言
前言
第1章 緒論1
1.1 圖像融合及其面臨的問(wèn)題1
1.1.1 圖像融合的概念1
1.1.2 常用圖像融合算法4
1.1.3 存在的問(wèn)題5
1.2 生物擬態(tài)7
1.2.1 生物擬態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成8
1.2.2 生物擬態(tài)基本類型9
1.3 擬態(tài)章魚10
1.3.1 擬態(tài)章魚的發(fā)現(xiàn)11
1.3.2 擬態(tài)章魚的多擬態(tài)性13
1.4 圖像擬態(tài)融合的提出14
1.5 圖像擬態(tài)融合的優(yōu)勢(shì)16
參考文獻(xiàn)18
第一篇 圖像擬態(tài)融合理論
第2章 圖像擬態(tài)融合的基本特性21
2.1 擬態(tài)多樣性21
2.1.1 擬態(tài)多樣性的概念21
2.1.2 擬態(tài)章魚的擬態(tài)多樣性21
2.1.3 融合模型的擬態(tài)多樣性23
2.1.4 仿生對(duì)比分析25
2.2 主動(dòng)感知性27
2.2.1 主動(dòng)感知性的概念27
2.2.2 擬態(tài)章魚的主動(dòng)感知性28
2.2.3 融合模型的主動(dòng)感知性29
2.3 結(jié)構(gòu)重構(gòu)性31
2.3.1 結(jié)構(gòu)重構(gòu)性的概念31
2.3.2 擬態(tài)章魚的結(jié)構(gòu)重構(gòu)性32
2.3.3 融合模型的結(jié)構(gòu)重構(gòu)性33
2.4 動(dòng)態(tài)優(yōu)化性34
2.4.1 動(dòng)態(tài)優(yōu)化性的概念34
2.4.2 擬態(tài)章魚的動(dòng)態(tài)優(yōu)化性35
2.4.3 融合模型的動(dòng)態(tài)優(yōu)化性35
2.4.4 動(dòng)態(tài)優(yōu)化評(píng)價(jià)36
參考文獻(xiàn)37
第3章 圖像擬態(tài)融合的基本原理38
3.1 圖像擬態(tài)融合的功能38
3.2 圖像擬態(tài)融合的基本過(guò)程39
3.3 圖像擬態(tài)融合的關(guān)鍵技術(shù)41
參考文獻(xiàn)43
第4章 擬態(tài)融合的感知44
4.1 差異特征感知的仿生需求44
4.1.1 差異感知的共性44
4.1.2 差異特征感知的必要性分析44
4.2 差異特征的屬性分析45
4.2.1 差異特征類型45
4.2.2 差異特征幅值46
4.2.3 差異特征頻次49
4.2.4 差異特征時(shí)相52
4.2.5 差異特征空間分布55
4.3 差異特征的變化感知57
4.3.1 第一類差異特征變化感知58
4.3.2 第二類差異特征變化感知65
4.3.3 兩類差異特征的變化分析71
參考文獻(xiàn)72
第5章 差異特征驅(qū)動(dòng)機(jī)制73
5.1 不同模態(tài)間的成像差異特性73
5.1.1 雙色中波紅外成像差異特性分析73
5.1.2 紅外偏振與光強(qiáng)成像差異特性分析77
5.2 圖像差異特征形成機(jī)理80
5.2.1 成像差異特性對(duì)圖像差異特征的影響80
5.2.2 成像差異特性與圖像差異特征間的映射關(guān)系82
5.2.3 圖像差異特征的表征與描述83
5.3 擬態(tài)融合的驅(qū)動(dòng)85
5.3.1 擬態(tài)融合的驅(qū)動(dòng)過(guò)程85
5.3.2 擬態(tài)融合的驅(qū)動(dòng)類型86
參考文獻(xiàn)87
第6章 擬態(tài)變換的原理89
6.1 擬態(tài)變換的基本過(guò)程89
6.1.1 擬態(tài)變換的概念及功能89
6.1.2 擬態(tài)變換的主要步驟90
6.2 擬態(tài)變換的類型97
6.2.1 擬態(tài)變換的類型及其特點(diǎn)97
6.2.2 擬態(tài)變換的關(guān)系102
6.3 擬態(tài)變換的規(guī)則102
參考文獻(xiàn)105
第二篇 圖像擬態(tài)融合模型
第7章 擬態(tài)融合模型結(jié)構(gòu)109
7.1 模型結(jié)構(gòu)109
7.1.1 模型物理組成109
7.1.2 模型邏輯結(jié)構(gòu)110
7.1.3 模型的信息流程111
7.2 模型性能112
7.2.1 基本性能指標(biāo)113
7.2.2 性能評(píng)價(jià)方法115
參考文獻(xiàn)117
第8章 圖像間差異特征類集構(gòu)建118
8.1 差異特征類集的功能需求分析118
8.2 差異特征的特點(diǎn)分析119
8.2.1 邊緣特征分析119
8.2.2 紋理及統(tǒng)計(jì)特征分析121
8.3 差異特征的分類124
8.3.1 層次分類法124
8.3.2 基于層次分類的差異特征分類樹構(gòu)建125
8.4 差異特征類集構(gòu)建及結(jié)果驗(yàn)證126
8.4.1 差異特征類集構(gòu)建結(jié)果126
8.4.2 結(jié)果驗(yàn)證分析127
參考文獻(xiàn)129
第9章 結(jié)構(gòu)化融合算法類集構(gòu)建130
9.1 典型融合算法的比較與特點(diǎn)分析130
9.2 融合算法的分類133
9.2.1 融合算法的分類依據(jù)133
9.2.2 融合算法的分類基礎(chǔ)133
9.2.3 基于弗里德曼檢驗(yàn)的融合算法分類方法136
9.2.4 融合算法的分類結(jié)果141
9.3 融合算法類集的功能需求分析150
9.4 多形態(tài)子結(jié)構(gòu)化融合算法的派生151
9.4.1 基于粗糙集和聚類的融合算法類集派生法151
9.4.2 融合算法類集結(jié)構(gòu)化的實(shí)現(xiàn)155
9.4.3 融合算法結(jié)構(gòu)化的驗(yàn)證分析159
參考文獻(xiàn)169
第10章 類集間的多集值映射171
10.1 算法的融合有效度171
10.1.1 融合有效度及其函數(shù)化描述171
10.1.2 融合有效度的度量方式穩(wěn)定性評(píng)價(jià)172
10.2 可能性分布及其合成183
10.2.1 可能性分布183
10.2.2 可能性分布合成185
10.3 可能性集值映射187
10.3.1 差異特征幅值集值映射構(gòu)造188
10.3.2 差異特征頻次集值映射構(gòu)造193
10.4 多集值映射的構(gòu)建199
10.4.1 同類差異特征多集值映射構(gòu)建及評(píng)價(jià)分析199
10.4.2 異類差異特征多集值映射構(gòu)建及評(píng)價(jià)分析208
參考文獻(xiàn)217
第11章 融合算法的協(xié)同嵌接方法219
11.1 算法間的協(xié)同嵌接在擬態(tài)融合中的作用219
11.2 融合算法間的協(xié)同關(guān)系220
11.2.1 協(xié)同關(guān)系的類型220
11.2.2 協(xié)同關(guān)系對(duì)融合效果的影響222
11.2.3 協(xié)同關(guān)系的選擇224
11.3 融合算法間的嵌接方式225
11.3.1 不同類型嵌接方式的特點(diǎn)225
11.3.2 影響嵌接方式融合效果的關(guān)鍵因素226
11.4 基于協(xié)同嵌接的多融合算法組合方法233
11.4.1 協(xié)同關(guān)系與嵌接方式的組合234
11.4.2 異類紅外圖像融合算法的并行協(xié)同235
11.4.3 異類紅外圖像融合算法的內(nèi)嵌協(xié)同249
參考文獻(xiàn)261
第三篇 圖像擬態(tài)融合應(yīng)用
第12章 紅外光強(qiáng)與偏振圖像的擬態(tài)融合265
12.1 紅外光強(qiáng)與偏振圖像的特點(diǎn)265
12.1.1 紅外光強(qiáng)圖像的特點(diǎn)265
12.1.2 紅外偏振圖像的特點(diǎn)266
12.1.3 紅外光強(qiáng)與偏振圖像的差異267
12.2 擬態(tài)融合類型268
12.2.1 擬態(tài)融合類型分析268
12.2.2 四類擬態(tài)融合間的關(guān)系270
12.3 面向圖像差異的擬態(tài)融合模型271
12.3.1 模型構(gòu)建過(guò)程272
12.3.2 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析276
12.4 面向圖像區(qū)域變化的擬態(tài)融合模型281
12.4.1 模型構(gòu)建過(guò)程281
12.4.2 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析285
12.5 面向場(chǎng)景變化的擬態(tài)融合模型290
12.5.1 模型構(gòu)建過(guò)程291
12.5.2 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析293
12.6 面向場(chǎng)景與圖像區(qū)域變化的擬態(tài)融合模型296
12.6.1 模型構(gòu)建過(guò)程297
12.6.2 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析298
參考文獻(xiàn)301
第13章 紅外與可見光視頻的擬態(tài)融合303
13.1 紅外與可見光視頻的特點(diǎn)303
13.2 擬態(tài)需求分析305
13.3 基于差異特征信息量的擬態(tài)融合模型306
13.3.1 主要差異特征及其屬性的表征306
13.3.2 差異特征信息量的計(jì)算308
13.3.3 擬態(tài)變換方式的確定310
13.3.4 擬態(tài)變?cè)倪x擇與組合311
13.3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析313
13.4 基于差異特征關(guān)聯(lián)落影的擬態(tài)融合模型320
13.4.1 擬態(tài)融合模型的構(gòu)建321
13.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析322
參考文獻(xiàn)330
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