基于脉冲发放皮层模型的图像融合技术
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作者王念一
出版社科学出版社
ISBN9787030608253
出版时间2019-05
装帧平装
开本16开
定价68元
货号1201880783
上书时间2024-06-10
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目录
前言
章 绪论 1
1.1 图像融合的背景、概念及研究意义 1
1.1.1 图像融合的背景 1
1.1.2 图像融合的概念 1
1.1.3 图像融合的意义与优势 2
1.2 像素级图像融合方法概述 2
1.3 国内外融合算法中需要解决的问题 6
1.4 本书的研究工作与内容安排 7
1.4.1 主要创新工作 7
1.4.2 内容安排 7
第2章 脉冲耦合神经网络 10
2.1 人工神经网络 10
2.1.1 人工神经网络简介 10
2.1.2 人工神经网络发展历程 11
2.1.3 深度学习——最具代表性的人工神经网络未来趋势之一 14
2.1.4 人工神经网络特点 15
2.2 神经元及视觉皮层概念 17
2.2.1 神经元 17
2.2.2 大脑皮层 20
2.3 常见的哺乳动物视觉皮层神经元模型 21
2.4 PCNN的标准模型与电路理论解释 28
2.4.1 PCNN的标准模型 28
2.4.2 PCNN的电路理论解释 30
2.5 PCNN的工作原理和基本特性 31
2.5.1 PCNN的工作原理 31
2.5.2 PCNN的基本特性 33
2.6 研究界的关注 34
2.7 PCNN模型的改进研究 38
2.7.1 ICM模型 39
2.7.2 SCM模型 39
2.7.3 其他模型 42
2.8 PCNN在图像融合领域的应用 42
2.8.1 基于PCNN的图像融合技术的优势 42
2.8.2 基于PCNN的图像融合技术的研究进展 44
2.8.3 基于PCNN的图像融合技术的特点 48
2.9 本章小结 49
第3章 基于脉冲发放皮层模型的多聚焦图像融合 51
3.1 引言 51
3.2 SCM模型网络循环次数的设定 52
3.3 像素点清晰度评价准则的设定 53
3.4 基于SCM的多聚焦图像融合算法 55
3.5 融合结果讨论与性能评估 57
3.5.1 对三种像素点清晰度评价准则的性能评估 57
3.5.2 基于SCM的融合算法与其他融合算法的性能比较分析 62
3.6 本章小结 67
第4章 基于脉冲发放皮层模型与非下采样轮廓波变换的多传感器医学图像融合 68
4.1 引言 68
4.1.1 医学图像融合背景与意义 68
4.1.2 多分辨率分析的发展演变：从小波到非下采样轮廓波变换 70
4.2 非下采样轮廓波变换 73
4.2.1 NSCT的结构 73
4.2.2 非下采样金字塔分解 74
4.2.3 非下采样方向滤波器组 75
4.2.4 NSCT图像融合的步骤 76
4.3 算法设计 77
4.3.1 算法方案 77
4.3.2 算法步骤 79
4.4 实验及讨论 80
4.5 融合性能评估与结果分析 83
4.6 本章小结 86
第5章 基于脉冲发放皮层模型与离散小波变换的多源图像融合 88
5.1 引言 88
5.2 小波理论及离散小波变换 89
5.2.1 小波多分辨率分析的核心思想 89
5.2.2 二维离散小波变换对图像的分解与重建 92
5.3 基于SCM与DWT的多源图像融合算法 95
5.3.1 融合方案描述 95
5.3.2 融合算法步骤 95
5.4 融合实验结果与讨论分析 96
5.5 本章小结 101
第6章 PCNN的应用研究 103
6.1 图像除噪 103
6.2 图像分割 104
6.3 模式识别与特征提取 105
6.4 图像增强 106
6.5 数字签名 108
第7章 总结与展望 109
7.1 总结 109
7.2 展望 112
7.2.1 神经网络 112
7.2.2 脉冲耦合神经网络 114
7.2.3 图像融合 116
参考文献 121
附录 作者近期研究成果 131
内容摘要
图像融合是信息融合领域的一个研究热点和难点，也是数字图像处理领域很好重要的一个研究分支。由于军事和民用的需求，研究人员对图像融合领域一直不断开展广泛的研究，并提出各种融合理论和算法。脉冲耦合神经网络（PulseCoupledNeuralNetwork,PCNN）是第三代人工神经网络的典型代表。PCNN来源于哺乳动物视觉皮层神经元同步振荡现象。PCNN数学模型参数多且计算复杂度比较高。脉冲发放皮层模型（SpikingCorticalModel,SCM)）是PCNN的简化模型。与传统PCNN相比，SCM具有更轻的运算量；同时，与现有的PCNN其它简化模型相比，SCM模型具备完善的数学理论基础，更接近视觉神经元的生物特性。本书从脉冲发放皮层模型的哺乳动物视觉特性出发，利用像素级图像融合原理，将脉冲发放皮层模型应用于图像融合领域。研究工作围绕基于脉冲发放皮层模型的多聚焦、多传感器图像融合技术展开。重点讨论了基于脉冲发放皮层模型的图像融合技术、将脉冲发放皮层模型与经典的离散小波变换相结合进行图像融合的技术、以及将脉冲发放皮层模型与代表多尺度分析方法近期新技术的非下采样Contourlet相结合进行图像融合的技术。提出并设计了符合人眼视觉特性的相关图像融合算法，指出基于脉冲发放皮层模型的融合技术的关键性环节和难点问题，并给出解决方案。深入讨论了各个算法的核心部分，通过融合实验对算法的有效性进行了验证。文中提出的融合方法对解决图像融合问题具有一定的参考意义。
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