图像融合质量评价方法的研究

第12A期2004年12月

电　　子　　学　　报

ACTAELECTRONICASINICAVol.32　No.12A

Dec.　2004

图像融合质量评价方法的研究

胡良梅,高　隽,何柯峰

(合肥工业大学计算机与信息学院图像信息处理研究室,安徽合肥230009;中科院合肥分院智能机械研究所,安徽合肥230031)

　　摘　要:　建立通用的图像融合质量评价标准是目前图像融合中急需解决的问题之一,本文在分析现有图像融合

质量评价方法特点的基础上,讨论了一种新的结合主观和客观因素的图像融合质量评价方法.该方法无需理想图像,同时充分考虑了人类视觉系统的特性,可以为不同场合下选择不同的算法提供依据.对多类图像的不同融合算法的质量评价结果表明该方法是一种实用的、有效的、通用的图像融合质量评价方法.

关键词:　图像融合;图像质量评价;人类视觉系统中图分类号:　TP391　　　文献标识码:　A　　　文章编号:　037222112(2004)12A2218204

ResearchonQualityMeasuresforImageFusion

HULiang2mei,GAOJun,HEKe2feng

(InstituteofComputerandInformation,HefeiUniversityofTechnology,Hefei,Anhui230009,China;

InstituteofIntelligentMachines,ChineseAcademyofSciences,Hefei,Anhui230031,China)

Abstract:　Howtouniversallymeasurethequalityoffusedimageisoneofthemostimportantproblemsinimagefusion.Thispaperanalysesthemeasuresoffusedimagequalityinexistence,thenpresentsanewevaluationoffusedimage,whichcombinesobjec2tiveandsubjectivefactors.Inaddition,itconsidersthecharacteristicsofhumanvisualsystemwithoutreferenceimageandcanbeusedtochoosethebestalgorithminimagefusionapplications.Theexperimentsofdifferentkindsofimagesandimagefusionalgorithmsdemonstratethatitisapractical,effective,anduniversalmeasureofqualityoffusedimage.

Keywords:　imagefusion;qualitymeasureforimage;humanvisualsystem

1　引言

　　图像融合是指把对同一目标或同一场景经多个传感器的

成像或单一传感器的多次成像进行一定的处理,生成一幅新的图像,这幅新的图像能够准确地综合反映源图像的信息,更适合于人眼观察或计算机处理.图像融合能够提高系统的可靠性和信息的利用率,已经广泛用于军事、遥感、机器视觉和医疗诊断等领域.学术界在图像融合领域已取得了很大的成绩,图像融合方法也各种各样.但是,图像融合技术的研究还刚刚开始,有许多问题急需解决.建立通用的图像融合质量评价标准就是其中的问题之一[1～3].

当前图像融合效果的评价问题一直没有得到很好的解决,原因是同一融合算法对不同类型的图像,其融合效果不同;同一融合算法,对同一图像观察者感兴趣的部分不同,则认为效果不同;不同的应用方面,对图像各项参数的要求不同,导致选取的评价方法不同[2,14].目前评价图像融合效果的方法可分为两类,即主观的评价方法和客观的评价方法.在许多融合应用中,最终的用户都是人,人眼的视觉特性也是非常重要的考虑因素.然而在人为评价融合方法的过程中,会有很

多主观因素影响评价结果.同时,由于图像融合往往作为特定任务的预处理部分,因而融合性能的评价取决于能否提高后续任务的性能.这就需要研究通用的,主观与客观因素相结合的图像融合质量的评价准则,使计算机能够自动选取适合当前图像的、效果最佳的算法,从而为不同场合下选择不同的算法提供依据.

本文第一部分分析比较了目前常用的图像融合质量的主观、客观评价方法,第二部分讨论了一种新的结合主观、客观因素的图像融合评价方法,第三部分对多类图像、多种融合算法的融合图像质量进行评价,第四部分是对本文的一个总结.

2　目前常用的主观、客观评价方法

　　目前评价图像融合算法性能的方法可分为两类,即主观的评价方法和客观的评价方法.211　图像融合质量的主观评价方法

主观评价方法就是依靠人眼对融合图像效果进行主观判断.例如,找一些测试者,让他们对用不同融合算法得到的融合图像中的特定目标进行识别,测量出识别时间并统计出识别的正确率,从而判断图像融合算法性能的优劣.主观评价方

收稿日期:2004210230;修回日期:2004211220

基金项目:国家自然科学基金(No160375011);安徽省优秀青年科技基金(No104042044);安徽省重点科研项目(No103021012)

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