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基于PADC-PCNN与平稳小波变换多焦距绿色植株图像融合算法
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作者 李嘉豪 瞿宏俊 +2 位作者 高名喆 仝德之 郭亚 《智慧农业（中英文）》 CSCD 2023年第3期121-131,共11页
[目的/意义]构建绿色植株三维点云模型需大量清晰图像,受镜头景深限制,在采集大纵深植株图像时图像会部分失焦,导致出现边缘模糊、纹理细节丢失等问题,现有的处理算法难以兼顾处理质量和处理速度。本研究目的是提出一种新型算法,提高融... [目的/意义]构建绿色植株三维点云模型需大量清晰图像,受镜头景深限制,在采集大纵深植株图像时图像会部分失焦,导致出现边缘模糊、纹理细节丢失等问题,现有的处理算法难以兼顾处理质量和处理速度。本研究目的是提出一种新型算法,提高融合图像质量问题的同时兼顾处理速度。[方法]提出了一种基于非下采样剪切波变换(Non-Subsampled Shearlet Transform,NSST)的参数自适应双通道脉冲耦合神经网络(Parameter Adaptation Dual Channel Pulse Coupled Neural Network,PADC-PCNN)与平稳小波变换(Stationary Wavelet Transform,SWT)的植株图像融合方法。首先对植株的RGB图像进行通道分离,针对含纹理细节等特征较多的G通道进行NSST分解,低频子带使用梯度能量融合规则,高频子带使用PADC-PCNN融合规则;对轮廓信息和背景信息多的R、B通道,采用速度快且具备平移不变性的平稳小波变换,用以抑制伪Gibbs效应。自建了480幅图像共8组数据,以光照环境、距离和植株颜色为变量,同时采集不同焦距图像验证算法性能。[结果和讨论]基于PADCPCNN-SWT算法与常用的快速导向滤波算法(Fast Guided Filter,FGF)、随机游走算法(Random Walk,RW)、非下采样剪切波变换的脉冲耦合神经网络算法(Nonsubsampled Shearlet Transform based Pulse-Coupled Neural Network,NSST-PCNN)、平稳小波变换算法(Stationary Wavelet Transform,SWT)和非下采样剪切波变换的参数自适应双通道脉冲耦合神经网络(Nonsubsampled Shearlet Transform based Parameter-Adaptive Dual-Channel Pulse-Coupled Neural Network,NSST-PADC)等五种算法相比,在清晰度上比前四种算法分别提高了5.6%、8.1%、6.1%和17.6%,在空间频率上比前四种算法分别提高了2.9%、4.8%、7.1%和15.9%,而相较于融合效果最好的NSSTPADC算法在处理速度方面平均提升200.0%,同时调焦范围约6 mm。[结论]本研究提出的基于PADC-PCNNSWT多焦距图像融合算法实现了在 展开更多
关键词 多焦距 图像融合 平稳小波变换 参数自适应 脉冲耦合 神经网络
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