專利名稱：一種基于卡爾曼壓縮感知的動態(tài)圖像融合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像融合方法，尤其涉及一種應(yīng)用于需要對多傳感器序列圖像進(jìn)行融合處理，如安全監(jiān)視以及戰(zhàn)場環(huán)境下的目標(biāo)檢測及識別，以及戰(zhàn)機(jī)實(shí)時狀態(tài)感知等場景的基于卡爾曼壓縮感知的動態(tài)圖像融合方法。
背景技術(shù)：
隨著傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的傳感器應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)視等領(lǐng)域中。系統(tǒng)中傳感器數(shù)據(jù)量不斷增加，系統(tǒng)獲得信息呈現(xiàn)多樣性與冗余性。而圖像融合是將兩個或是兩個以上的傳感器在同一時間或不同時間獲取的關(guān)于某個具體場景的圖像或是圖像序列信息加以綜合，以生成新的有關(guān)此場景的信息處理過程。圖像融合作為計(jì)算機(jī)視覺研究的重要課題之一，是一門新興的技術(shù)，它結(jié)合了圖像處理、模式識別、人工智能、自動控制以及計(jì)算機(jī)等許多領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)。多傳感器圖像融合與傳統(tǒng)的單傳感器系統(tǒng)相比有一些突出的優(yōu)點(diǎn)I)隱蔽性和抗電子干擾性動態(tài)圖像融合系統(tǒng)為被動式工作系統(tǒng)，其成像的原理決定了，該傳感器不受電磁干擾的影響，所以工作時不向外輻射無線電波，不易被敵方的電子偵查裝置發(fā)現(xiàn)，也不易受到敵方電子干擾裝置的干擾，即隱蔽性好，抗干擾能力強(qiáng)。2)直觀性由于可以直接看到目標(biāo)圖像，因而能方便、直觀地辨認(rèn)目標(biāo)。3)綜合信息表示通過圖像融合，可以得到場景的一個統(tǒng)一信息表示形式。4)性價比高融合系統(tǒng)采用了可見光相機(jī)、紅外等光學(xué)成像系統(tǒng)，這些傳感器都是比較通用的器件。5)較高的精確性、穩(wěn)定性和可靠性。雖然最近十幾年圖像融合算法獲得了廣泛的研究并取得了長足的進(jìn)步，但是目前大部分的工作都集中于靜態(tài)圖像融合，即一次只融合一組圖像，且沒有充分考慮到視頻中豐富的目標(biāo)運(yùn)動與時間信息。因此設(shè)計(jì)出能夠在各種復(fù)雜環(huán)境下快速、穩(wěn)定地融合各種不同序列圖像的方法，而且充分利用視頻中的運(yùn)動與時間信息的動態(tài)圖像融合算法，仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)性的任務(wù)和急需解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服原有靜態(tài)圖像融合技術(shù)中的不足，提供一種充分利用視頻中時空動態(tài)變化信息的基于卡爾曼壓縮感知的動態(tài)圖像融合方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種基于卡爾曼壓縮感知的動態(tài)圖像融合方法，包括以下步驟(I)構(gòu)建卡爾曼壓縮感知方法理論框架，根據(jù)輸入的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時預(yù)測與表示；采用壓縮感知理論根據(jù)所輸入的圖像信號選取一種特定正交矩陣，將圖像信號映射到另一個正交空間，獲取圖像信號的相對稀疏的表現(xiàn)形式，即，在這個特定的正交空間中，圖像信號的多數(shù)系數(shù)值是小于零或是等于零；
(2)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的卡爾曼以及上述提到的壓縮感知過程，將原有卡爾曼濾波器的狀態(tài)更新過程，進(jìn)行重新定義，劃分時間信息與空間信息，即，將預(yù)測向量作為空間信息，濾波器更新值作為時間信息
權(quán)利要求
1.ー種基于卡爾曼壓縮感知的動態(tài)圖像融合方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)構(gòu)建卡爾曼壓縮感知方法理論框架，根據(jù)輸入的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時預(yù)測與表示；采用壓縮感知理論根據(jù)所輸入的圖像信號選取ー種特定正交矩陣，將圖像信號映射到另ー個正交空間，獲取圖像信號的相對稀疏的表現(xiàn)形式，即，在這個特定的正交空間中，圖像信號的多數(shù)系數(shù)值是小于零或是等于零； (2)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的卡爾曼以及上述提到的壓縮感知過程，將原有卡爾曼濾波器的狀態(tài)更新過程，進(jìn)行重新定義，劃分時間信息與空間信息，即，將預(yù)測向量作為空間信息，濾波器更新值作為時間信息
2.如權(quán)利要求I所述的基于卡爾曼壓縮感知的動態(tài)圖像融合方法，其特征在于，步驟(I)進(jìn)ー步包括以下步驟 首先，對圖像信號進(jìn)行正交映射并對映射后的信號進(jìn)行量測，得到量測向量
3.如權(quán)利要求I所述的基于卡爾曼壓縮感知的動態(tài)圖像融合方法，其特征在于，步驟(3)進(jìn)ー步包括以下步驟 首先，對不同源的時間和空間信息分別計(jì)算他們的相似度，具體使用Tanimoto相似度來度量不同源圖像間的相似度
全文摘要
一種基于卡爾曼壓縮感知的動態(tài)圖像融合方法，首先，構(gòu)建卡爾曼壓縮感知方法理論框架，根據(jù)輸入的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時預(yù)測與表示；采用壓縮感知理論根據(jù)所輸入的圖像信號選取一種特定正交矩陣，將圖像信號映射到另一個正交空間，獲取圖像信號的相對稀疏的表現(xiàn)形式；其次，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的卡爾曼以及上述的壓縮感知過程，將原有卡爾曼濾波器的狀態(tài)更新過程進(jìn)行重新定義，劃分時間信息與空間信息；之后，根據(jù)得到的時間與空間信息向量建立自適應(yīng)時空融合的參數(shù)化模型，進(jìn)行自適應(yīng)融合，得到最終的融合向量；最后，對融合向量進(jìn)行重建，得到融合后的動態(tài)圖像。本發(fā)明提高了視頻級動態(tài)融合的基本性能、魯棒性和可靠性，在安全監(jiān)視等領(lǐng)域中可有廣泛的應(yīng)用。
文檔編號G06T5/50GK102663717SQ20121006545
公開日2012年9月12日 申請日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者劉榮利, 敬忠良, 潘漢, 金博 申請人:上海交通大學(xué)