使用二维离散小波变换 (DWT) 进行数据融合

信息处理 图像处理 小波 二维
2022-01-19 11:04:23

我正在开展一个使用线性阵列传感器的项目,该传感器以两种不同的能量提供来自同一物体的数据。及时收集,我最终得到了两张图像(16 位传感器值,MxM 图像),一张为 HIGH,另一张为 LOW。我的工程背景是材料科学和冶金学,所以我正在加快 DSP、图像分析以及将所有这些结合在一起的所有位。

我一直在研究“图像融合”,并且一直在研究 Gonzalez 出色的数字图像处理(第 3 版)文本。我已经了解了 DWT,并成功编写了代码来复制文本中的 3 尺度 DWT 转换(对我来说是一项重大成就)。

现在,我试图了解如何“融合”来自 LOW 和 HIGH 图像的 DWT 系数。从 IEEE Xplore 数据库中,我提取了几篇关于该主题的论文;其中一个更有用的是陈志宇等人。“双能 X 射线行李图像融合、降噪和增强的组合方法”。

简而言之,他们建议“平均 L 和 H 的相应近似系数”(sigma)......和“对 L 和 H 的相应细节系数求和”(psi)。但是,这就是关于此事的全部内容。

我还有其他几个来源,但他们必须假定我缺乏一些明显的理解!

我的问题是,为了成功融合 HIGH 和 LOW 图像:这是什么意思?在 3 尺度 DWT 的情况下,我是平均还是求和 3 尺度近似/细节系数?尽管系数矩阵的大小相差 2 的幂,我是否以某种方式在每个尺度上取平均值?

1个回答

如果我正确地记得我的小波变换,就会发生这种情况。假设我们目前只使用 LOW 图像。我执行第一尺度分解,得到 LOW_A0(近似值)和三个细节系数图像,即 LOW_H0、LOW_V0 和 LOW_D0。然后,为了执行第二次尺度分解,您获取近似图像 LOW_A0 并获得 LOW_A0_A1(近似值)和对应的三个细节系数图像 LOW_A0_H1、LOW_A0_V1 和 LOW_A0_D1。最后,在最后的尺度分解中,您将 LOW_A0_A1 拆分为其对应的近似系数 LOW_A0_A1_A2 和最终的细节系数图像 LOW_A0_A1_H2、LOW_A0_A1_V2 和 LOW_A0_A1_D2。

所以最后你剩下以下内容:1)最低近似系数LOW_A0_A1_A2 2)每个级别的细节系数,数量为9(LOW_H0,LOW_V0,LOW_D0,LOW_A0_H1,LOW_A0_V1,LOW_A0_D1,LOW_A0_A1_H2,LOW_A0_A1_V2和LOW_A0_A1) .

现在,还考虑并行您还对 HIGH 图像执行了小波分解,并且您具有相同的最终阶段产品,它们是:1)最低近似系数 HIGH_A0_A1_A2 2)每个级别的细节系数为 9( HIGH_H0、HIGH_V0、HIGH_D0、HIGH_A0_H1、HIGH_A0_V1、HIGH_A0_D1、HIGH_A0_A1_H2、HIGH_A0_A1_V2 和 HIGH_A0_A1_D2)。

您现在要重建包含来自 LOW 和 HIGH 图像的信息的 FUSED 图像。在这个阶段,您将应用融合算法。平均最低近似系数 k*LOW_A0_A1_A2 + (1-k)*HIGH_A0_A1_A2,其中 k= 0.5 表示相等的权重(您可能希望一个比另一个权重更大)。然后,将每个对应的 LOW 和 HIGH 细节系数的细节系数相加。例如,LOW_H0 + HIGH_H0。

现在将这些近似系数和细节系数进行小波合成,得到最终结果。这有意义吗?我还没有读过你指出的论文/论文。