1.基于高阶奇异值分解和模糊推理的多聚焦图像融合方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)准备待融合的两幅多聚焦源图像,对两幅多聚焦图像分别进行滑动窗口分块,将分块后相互对应的源图像子块形成I个子张量;
2)对子张量进行高阶奇异值分解HOSVD,得到分解系数;
3)采用基于模糊推理的加权融合规则WAFR对分解系数进行融合:
3.1)提取HOSVD分解系数的方差 区域能量 匹配度MDi三个特征,并将三个特征的值域量化为模糊论域;
3.2)采用Mamdani极小化原理设计模糊推理规则,利用最大隶属度原则对各自的权值进行模糊决策得到加权值,根据加权值得到融合后系数;
4)对步骤3)得到的融合后系数进行HOSVD逆变换得到融合后图像子块;
5)将步骤4)得到的融合后图像子块组合生成最终的融合图像。
2.根据权利要求1所述的基于高阶奇异值分解和模糊推理的多聚焦图像融合方法,其特征在于,所述步骤1)包括如下步骤:a)将两幅M×N的多聚焦源图像分别记为B(1)和B(2),利用滑动窗口技术把B(1)和B(2)分别分成I个相互对应的 源图像子块,滑动步长大小为r, 且其中 代表 最接近的整数;
b)将I个相互对应的 源图像子块形成I个 子张量,记为Ai,i=1,2,…,I。
3.根据权利要求1所述的基于高阶奇异值分解和模糊推理的多聚焦图像融合方法,其特征在于,所述步骤2)具体为:对Ai进行HOSVD分解得到Si,其公式为Ai=Si×1Ui×2Vi×3Wi,其中Si为核张量,Ui,Vi,Wi分别为Ai的一维,二维,三维展开的左奇异值向量,为了便于得到融合结果,利用 代替Si作为图像块的特征, ,对于每一个图像块Bi(k),k=1,2,用公式表示为
4.根据权利要求1所述的基于高阶奇异值分解和模糊推理的多聚焦图像融合方法,其特征在于,所述步骤3.1)包括如下步骤:a)对于 以(x,y)为中心开t×t的邻域窗口,计算每个窗口的 和MDi,为 了便于表示,记 k=1,2,表示第i块中第k个图像子块的系数,其计算公式为:
其中, p=-1,0,1,q=-1,0,1, 为窗口的平均值, 为窗口掩膜且
计算归一化的特征,由于匹配度MDi(x,y)的取值范围为[0,1],所以只需计算归一化的 和 计算公式如下:
经过归一化之后, 和MDi取值范围均[0,1];
b) 和MDi的取值范围均为[0,1],将三者值域以0.1作为量化间隔量化为模糊论域 和 对 建立两个模糊集 和同样地,对 建立两个模糊集 和对 建立两个模糊集Mi和 Mi={ci1和ci2匹配},它们的隶属度函数为
z对应上述模糊论域。
5.根据权利要求1所述的基于高阶奇异值分解和模糊推理的多聚焦图像融合方法,其特征在于,所述步骤3.2)包括如下步骤:a)采用Mamdani极小化原理设计8种模糊推理规则,即:①如果ci1的方差占优,ci1的区域能量占优,且ci1和ci2不匹配,则规则R1定义为:R1:如果 且
则
②如果ci2的方差占优,ci2的区域能量占优,且ci1和ci2不匹配,则规则R2定义为:R2:如果 且
则
③如果ci1的方差占优,ci1的区域能量占优,且ci1和ci2匹配,则规则R3定义为:R3:如果 且
则
④如果ci2的方差占优,ci2的区域能量占优,且ci1和ci2匹配,则规则R4定义为:R4:如果 且
则
⑤如果ci1的方差占优,ci2的区域能量占优,且ci1和ci2不匹配,则规则R5定义为:R5:如果 且
则
⑥如果ci2的方差占优,ci1的区域能量占优,且ci1和ci2不匹配,则规则R6定义为:R6:如果 且
则
⑦如果ci1的方差占优,ci2的区域能量占优,且ci1和ci2匹配,则规则R7定义为:R7:如果 且
则
⑧如果ci2的方差占优,ci1的区域能量占优,且ci1和ci2匹配,则规则R8定义为:R8:如果 且
则
b)根据最大隶属度原则对各自的权值进行模糊决策,即:
图像子块变换系数cik的加权值分别为
根据得到的加权值,融合系数Di表示形式为,
6.根据权利要求1所述的基于高阶奇异值分解和模糊推理的多聚焦图像融合方法,其特征在于,所述步骤4)具体为:根据得到的融合后系数Di,融合后的图像子块Fi通过下面的公式得到:Fi=Ui×Di×ViT。
7.根据权利要求1所述的基于高阶奇异值分解和模糊推理的多聚焦图像融合方法,其特征在于,所述步骤5)具体为:按照源图像重叠分块的顺序对融合后图像子块进行拼接重构,生成最终的融合图像,并且将该融合图像输出显示。