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维普资讯 第35卷第4期 光 子 学 报 V0lI35No．4 2006年 4月 ACTA PHOTONICA SINICA April2006 基于小波变换的图像融合新算法 燕文浩 ， 马彩文 张 鸣。， 王 晨h (1中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710068) (2中国科学院研究生院，北京 100039) (3西安科技大学通信与信息工程学院，西安 710054) 摘 要 针对现有图像融合技术中的尺度系数卷积法存在的边缘细节损失和对比度下降问题，提 出了将Canny边缘检测算子等价于提取图像的小波变换模极大值点这一思想引入 图像的低频分 量融合规则以及用于高频子带融合的局部对比度结合方向方差方法．最后通过仿真试验以及熵值 数据证明该算法有效改善了边缘细节的准确度 ，提高了分辨率，并使局部对比度信息得 以保留，从 而更加符合人类的视觉特性 ． 关量词 图像融合；小波变换 ；边缘检测；局部对比度 中圈分类号 TP391 文献标识码 A 故引入方向小波变换来描述图像在不同方向上的局 0 引言 部变化，因方向小波变换模值的平方与函数平滑后 小波变换在像素级和特征级图像融合[1]中具有 的梯度模值平方成正比，可以用求方向小波变换值 广泛的应用价值，而小波系数的选择是像素级融合 来代替求梯度模值 ]．由此建立起 Canny边缘检测 技术中的核心 ．传统的直接加权平均法牺牲了图像 与小波变换的联系 ． 的局部对比度，并造成边缘模糊 ．为了改善细节分 2 低频域融合规则 辨率和对比度 ，有关研究人员先后提出平均与选择 相结合的方法[幻以及基于区域[引、基于边缘等思想， 在实际的小波分解中，低频分量往往是一些正 其中前者属于传统平均法的改进方案，使局部对 比 变换值，而其他的三个低频份量都包含很多的在零 度略有提高，但是未考虑边缘细节问题；基于边缘的 点附近 的变换值，这说明了图像能量的大致分布情 尺度系数卷积法 实质是对小波系数提取边缘信息 况 ．那些较大的变换值具有较大的熵值，也就是包 来进行 比较选择，目的在于加强低频域的边缘细节． 含较多的信息量，往往能够反映出图像的显著特征， 由于对边缘信息的检测准确度不够理想，所以在包 如边缘、轮廓等 ． 含大量细微边缘的图像融合中该方法有其应用的局 经M层小波 Mallat塔式分解后，对来 自源图 限性 ．针对这一情况，本文提出的新方法能够使低 A、B的最高层低频分量C 、C器分别进行方向小波 频域边缘检测的准确度大为提高，因此在最后的融 变换，因为 Canny边缘检测需要确定梯度方 向及梯 合结果中能够较好地保留细节，同时在高频域引入 度模值，然后进行非极大值抑制 ．鉴于梯度值与小 方向方差有效改善了局部分辨率 ． 波变换模值的关系，只需沿小波变换方 向寻找大于 某一门限的模极大值即可 ． 1 Canny边缘检测算子与方向小波变 对图像 A定义 换 一 ∑1w CS(x，Y，)I。 (1) 1986年，Canny从数学的角度定义边缘检测问 对图像