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基于多任务卷积神经网络的红外与可见光多分辨率图像融合 被引量:6
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作者 朱雯青 张宁 +2 位作者 李争 刘鹏 汤心溢 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期289-296,共8页
红外与可见光图像融合一直是图像领域研究的热点,融合技术能弥补单一传感器的不足,为图像理解与分析提供良好的成像基础。因生产工艺以及成本的限制,红外探测器的分辨率远低于可见光探测器,并在一定程度上因源图像分辨率的差异阻碍了实... 红外与可见光图像融合一直是图像领域研究的热点,融合技术能弥补单一传感器的不足,为图像理解与分析提供良好的成像基础。因生产工艺以及成本的限制,红外探测器的分辨率远低于可见光探测器,并在一定程度上因源图像分辨率的差异阻碍了实际应用。针对红外与可见光图像分辨率不一致的问题,提出了用于红外图像超分辨率重建与融合的多任务卷积网络框架,应用于多分辨率图像融合。在网络结构方面,首先设计了双通道网络分别提取红外与可见光特征,使算法不受源图像分辨率的限制;其次提出了特征上采样模块,先用双线性插值方法增加像素个数,再通过多层感知器精细化拟合像素平滑空间与高频空间的映射关系,无需重新训练模型即可实现任意尺度的红外图像上采样;接着将线性注意力引入网络,学习特征空间位置间的非线性关系,抑制无关信息并增强网络对全局信息的表达。在损失函数方面,提出了梯度损失,保留红外与可见光图像中绝对值较大的滤波器响应值,并计算该值与重建的融合图像响应值的Frobenius范数,无需理想的融合图像作为真值监督网络学习就能生成融合图像;此外,在梯度损失、像素损失的共同作用下对多任务模型进行优化,可以同时重建融合图像和高分辨率红外图像。算法在RoadScene数据集上进行训练,与其他4种相关算法在TNO数据集上进行对比,主观性能上该方法可以输入任意分辨率的源图像,融合图像红外目标突出、可见光细节纹理丰富,在源图像分辨率相差较大时能重建特征清晰的高分辨率红外图像,模型泛化性能强;客观性能上在信息熵、差异相关性总量、空间频率等多个评价指标上表现优异,结果表明重建的融合图像信息丰富、信息转化率高、清晰度高,验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 红外与可见光融合 多分辨率图像融合 线性注意力 梯度损失 红外图像超分辨率
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全局-局部注意力引导的红外图像恢复算法
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作者 刘晓朋 张涛 《红外技术》 CSCD 北大核心 2024年第7期791-801,共11页
针对真实世界的红外图像恢复算法中存在的图像模糊、纹理失真、参数过大等问题,提出了一种用于真实红外图像的全局-局部注意力引导的超分辨率重建算法。首先,设计了一种跨尺度的全局局部特征融合模块,利用多尺度卷积和Transformer并行... 针对真实世界的红外图像恢复算法中存在的图像模糊、纹理失真、参数过大等问题,提出了一种用于真实红外图像的全局-局部注意力引导的超分辨率重建算法。首先,设计了一种跨尺度的全局局部特征融合模块,利用多尺度卷积和Transformer并行融合不同尺度的信息,并通过可学习因子引导全局和局部信息的有效融合。其次,提出了一种新颖的退化算法,即域随机化退化算法,以适应真实红外场景图像的退化域。最后,设计了一种新的混合损失函数,利用权重学习和正则化惩罚来增强网络的恢复能力,同时加快收敛速度。在经典退化图像和真实场景红外图像上的测试结果表明,与现有方法相比,该算法恢复的图像纹理更逼真,边界伪影更少,同时参数总数最多可减少20%。 展开更多
关键词 域随机化退化算法 跨尺度融合 红外图像超分辨率 生成对抗网络
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一种基于多传感器的红外图像正则化超分辨率算法 被引量:3
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作者 苏冰山 吴炜 +3 位作者 杨晓敏 李智 Gwanggil Jeon 陈雨 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期368-377,共10页
提出一种红外图像多传感器超分辨率重建算法。算法存在两个关键点:一是有效利用两类图像的相关性;二是针对红外图像的特点利用其自身信息构造正则化模型。采用相位一致性算法提取可见光图像边缘,利用此边缘信息对正则化模型加权,以充分... 提出一种红外图像多传感器超分辨率重建算法。算法存在两个关键点:一是有效利用两类图像的相关性;二是针对红外图像的特点利用其自身信息构造正则化模型。采用相位一致性算法提取可见光图像边缘,利用此边缘信息对正则化模型加权,以充分利用可见光和红外图像的相关性;将一阶梯度锐化算子引入总广义变分模型,构成针对红外图像特点的正则化模型;最后采用一阶主-对偶优化算法求得加权后模型的最优解。实验表明,本文算法可获得边缘清晰的重建结果,并且有效抑制噪声,在主观视觉效果和客观评价指标方面均优于其他算法。 展开更多
关键词 红外图像超分辨 多传感器 总广义变分(TGV)正则化 相位一致
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基于改进总广义变分的单幅红外图像超分辨率算法 被引量:2
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作者 陈继光 苏冰山 《轻工学报》 CAS 2020年第4期103-108,共6页
针对传统总广义变分(TGV)算法在红外图像超分辨率重建过程中难以有效抑制噪声的问题,提出了一种基于改进TGV的单幅红外图像超分辨率算法.该算法首先将二阶TGV模型与一阶梯度锐化算子相结合,在算法实现的梯度上升阶段加上一阶梯度锐化算... 针对传统总广义变分(TGV)算法在红外图像超分辨率重建过程中难以有效抑制噪声的问题,提出了一种基于改进TGV的单幅红外图像超分辨率算法.该算法首先将二阶TGV模型与一阶梯度锐化算子相结合,在算法实现的梯度上升阶段加上一阶梯度锐化算子,在梯度下降阶段的系数中加上一阶梯度锐化算子的系数,得到一种新的红外图像超分辨率正则化模型;然后采用一阶主-对偶优化算法求得高分辨率红外图像.实验结果表明,该算法的主观视觉效果和客观评价指标均优于其他传统算法,可获得质量较高的高分辨率红外图像,能有效抑制噪声,降低硬件实现的复杂度,有较强的实用性. 展开更多
关键词 红外图像超分辨率 总广义变分 梯度锐化算子 正则化
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多传感器NCSR红外图像超分辨率算法
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作者 苏冰山 赵学武 +1 位作者 陈雨 安世勇 《中原工学院学报》 CAS 2020年第5期52-58,共7页
提出一种新的多传感器红外图像超分辨率算法。算法将一种非局部集中稀疏表示模型与红外图像的高频估计图像相结合:首先根据相位一致算法提取可见光图像和红外图像的边缘;然后将提取的图像边缘按照相关和非相关边缘分类,分类后依据可见... 提出一种新的多传感器红外图像超分辨率算法。算法将一种非局部集中稀疏表示模型与红外图像的高频估计图像相结合:首先根据相位一致算法提取可见光图像和红外图像的边缘;然后将提取的图像边缘按照相关和非相关边缘分类,分类后依据可见光图像与红外图像的二次仿射变换关系模型,得出相关边缘红外图像块的高频估计;最后将高频估计与非局部集中稀疏表示模型的字典训练过程结合起来,得到新的正则化模型,由此模型重建高分辨率红外图像。实验结果证明本文算法在主观视觉效果和客观评价指标方面均优于传统算法。 展开更多
关键词 红外图像超分辨 非局部集中稀疏表示(NCSR) 高频估计 多传感器 正则化
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Study on infrared image super-resolution reconstruction based on an improved POCS algorithm
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作者 Shaosheng Dai Junjie Cui +2 位作者 Dezhou Zhang Qin Liu Xiaoxiao Zhang 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 2017年第4期78-82,共5页
Aiming at the disadvantages of the traditional projection onto convex sets of blurry edges and lack of image details,this paper proposes an improved projection onto convex sets(POCS) method to enhance the quality of... Aiming at the disadvantages of the traditional projection onto convex sets of blurry edges and lack of image details,this paper proposes an improved projection onto convex sets(POCS) method to enhance the quality of image super-resolution reconstruction(SRR).In traditional POCS method,bilinear interpolation easily blurs the image.In order to improve the initial estimation of high-resolution image(HRI) during reconstruction of POCS algorithm,the initial estimation of HRI is obtained through iterative curvature-based interpolation(ICBI) instead of bilinear interpolation.Compared with the traditional POCS algorithm,the experimental results in subjective evaluation and objective evaluation demonstrate the effectiveness of the proposed method.The visual effect is improved significantly and image detail information is preserved better. 展开更多
关键词 POCS infrared image super-resolution initial estimation
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