论文总字数：18772字

摘 要

图像融合在当今是一个很热门的研究方向，它在遥感、医学、军事等领域应用极为广泛。因为有些传感器所采集的图像并不能充分地满足人们的需求，所以人类便发明了图像融合的方法来获取自己想要的图像信息。图像融合是两张及以上不同的图像信息融合在一起，使融合后的图像具有更丰富的信息，以便方便人们观察和进行后期处理。本文将对几张源图像进行均衡、去噪等预处理操作，然后再通过加权融合和小波融合这两种不同的算法来对预处理后的图像进行融合，最后通过一些被认可的评价指标来对融合后的图像进行分析对比，比较两种算法的差异性和优缺点，总结其中的规律。以上的这些图像处理都将在MATLAB这个软件上进行实现。

关键词： 图像预处理 图像融合 图像评价 MATLAB

Research on Multi-sensor Image Fusion Algorithm Based on MATLAB

Abstract

Image fusion is a very popular research direction nowadays. It is widely used in remote sensing, medicine, military and other fields. Because the images collected by some sensors cannot fully meet people's needs, human beings have invented the method of image fusion to obtain the image information they want. Image fusion is the fusion of two or more different image information to make the fused image have more abundant information, so as to facilitate people to observe and carry out post-processing. In this paper, several source images will be preprocessed such as equalization and denoising, then the preprocessed images will be fused by two different algorithms: weighted fusion and wavelet fusion. Finally, the fused images will be analyzed and compared by some recognized evaluation indexes, and the differences, advantages and disadvantages of the two algorithms will be compared, and the rules among them will be summarized. The above image processing will be implemented on MATLAB.

Keywords: Image Preprocessing；Image Fusion；Image Evaluation；MATLAB

目 录

目录 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.3论文组织结构 3

第二章 图像融合 4

2.1图像融合的层次 4

2.2融合算法的分类 5

2.3涉及到的非技术因素 6

2.4本章小结 6

第三章 图像预处理 7

3.1图像均衡 7

3.2图像去噪 9

3.2.1中值滤波 9

3.2.2均值滤波 11

3.3本章小结 13

第四章 图像融合算法的设计 14

4.1加权平均算法 14

4.1.1图像叠加处理 14

4.1.2加权算法 15

4.2小波融合算法 17

4.2.1设计的小波融合算法 18

4.2.2 MATLAB自带的小波融合算法 20

4.3本章小结 24

第五章 图像融合评价标准 25

5.1主观评价标准 26

5.2客观评价标准 27

5.3本章小结 31

第六章 总结与未来展望 33

6.1总结 33

6.2展望 33

参考文献 34

致 谢 36

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

在当今社会，由于网络与信息的进步，人们关于图像数据的采集这方面越来越关注。一开始是研发出来了能够取得更高品质图像的先进的设施，但是这些设备或多或少都有其自身的缺陷，不能很好的符合人们的需求。因此，为了避免现有设备的缺点，得到更加完善和更符合人们需求的图像描述，人们的视线开始转向图像融合技术，由于其适用性和简便性，这门技术很快便成为了许多感兴趣的人所研究的一个方向^[1]。

两张及以上的图像融合为一张图像，这就是图像融合的本质。融合后的图像除了比之前的源图像具有更完善的信息这个优点外，还能剔除源图像中许多不必要的信息，减少这些信息的干扰，这样能够便于在计算机进行更多的后期处理，也能让人们对图像能有更清晰的认知。综上所述，从本文中可以了解到图像融合的最终目的是使信息更具有准确性，运用两张及以上图像之间的互补信息，最后形成一张更完美的融合图像。

目前，多传感器图像融合技术硕果累累，在各个方面如社会，法律都做出了突出贡献。正是因为融合技术的发展，才能更清晰准确地锁定犯罪时嫌疑人的照片，从而为警方提供了有效的证据，减少了一些犯罪现象，为社会风气的和谐作出了突出贡献。不仅如此，图像融合技术也为医学提供了便利。图像融合技术使得医生对于病人体内的情况有了更加全方位多层次的了解，为医生解决病人的疑难杂症提供了更加科学严谨的方法，值得深入研究下去。

如今，图像融合技术已经算是较为完备的一门学科，它涵盖了包括传感器技术在内的多门学术内容，它的应用范围也越来越广泛，而且关于它的研究随着时间的流逝反而会越来越火热，可见，这门技术在现在乃至未来都将占据一个重要地位^[2]。本文将对这个融合的方法进行简单介绍。

图像融合作为一门具有高综合性的技术，有着许多有关复杂工程的问题函待解决。首先，在进行融合之前，需要对源图像进行图像均衡和去噪等一些预处理操作，这部分的内容在本文的第三章将会详细介绍；然后，便是对融合方法的选取和实现，在本文中采用的是加权平均方法和小波融合方法，本文的第四章就是对这部分进行说明，同时在加权和小波融合中还有用到不同的方式来实现；最后，在第五章本文还要对融合后的图像进行分析评价，总结其中的规律。这样的三个步骤才算是一套比较完整的图像融合流程。

1.2国内外研究现状

从1985年开始，人们便开始对图像融合这门技术开始有了一个比较清晰的了解，在这之后，人们对于这门技术的钻研开始出现升温趋向，它也被人们运用到许多方向上，比如医学图像融合，它可以更好地将患者体内的症状呈现出来，以便于医生的诊断；又比如遥感领域的融合，它可以在远距离炮击这些军事上应用，也可以这天气预报这些民生上运用。

在20世纪80年代以后，由于这门技术在大部分领域都有着其可用性，人们对于它的研究处于了一个高潮阶段，全世界的学者给这个技术添砖加瓦，他们想到并且发明了许多的融合措施^[3]。

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