姓名：雷含笑；学号：21021210745；学院：电子工程学院
【嵌牛导读】图像融合作为信息融合的一个分支，是当前信息融合研究中的一个热点。图而图像融合是将2张或2张以上的图像信息的融合到1张图像上，使得融合的图像含有更多的信息、能够更方便人来观察或者计算机处理。图像融合的目标是在实际应用目标下将相关信息最大合并的基础上减少输出的不确定度和冗余度。图像融合的优点很明显，它能扩大图像所含有的时间空间信息，减少不确定性，增加可靠性，改进系统的鲁棒性能。图像融合是提取多幅针对同一场景且内容互补的图像中的信息并将其合并到幅图像的技术。随着计算机视觉和人工智能的飞速发展，图像融合技术逐渐发展成熟，并被应用到目标跟踪、医学影像和视频监控等领域中。
【嵌牛鼻子】图像融合 信息融合
【嵌牛提问】图像融合可以对什么类型的2张或2张以上图像进行融合？
【嵌牛正文】
随着成像技术的进步，图像已经成为了表达、传输和存储信息的重要形式。但单成像传感器往往因受到成像原理、工作波长范围、工作环境与技术要求限制，无法获得某一场景的完整表示。如果能利用多种成像传感器对同一场景进行拍摄，获取含有互补信息的图像，并对其进行融合，则可解决单一成像传感器的不足，实现场景的完整表示。这种提取多幅针对同一场景且内容互补的图像中的信息并将其合并到幅图像的技术称为图像融合，如图1.1所示。图像融合作为信息融合的一个分支，是当前信息融合研究中的一个热点。图像融合的数据形式是包含有明暗、色彩、温度、距离以及其他的景物特征的图像。这些图像可以以一幅，或者一列的形式给出。而图像融合是将2张或2张以上的图像信息的融合到1张图像上，使得融合的图像含有更多的信息、能够更方便人来观察或者计算机处理[1]。图像融合的目标是在实际应用目标下将相关信息最大合并的基础上减少输出的不确定度和冗余度。图像融合的意义在于，它能扩大图像所含有的时间空间信息，减少不确定性，增加可靠性，改进系统的鲁棒性能。
在国外学者对图像融合技术的研究热度持续不减的影响下，国内相关领域的家和学者也逐渐开展在这方面的研究。1995年，我国首次举办了数据融合研讨会，在政府和国防部等相关部门的大力宣传和号召下，国内许多高校和科研团队都投入大量精力进行科研并取得了大量的研究成果。例如，上海交通大学在已经对图像融合基础理论做了深入研究的前提下，还研究制出了配套的实验平台系统；西安电子科技大学在多聚焦图像融合、医学图像融合和遥感图像融合等不同类型图像上展开了深入研究；北京理工大学是最早进行伪彩色图像的研究的同时它也在遥感图像融合方法研究的中起领军作用；中国科学院研究团队不畏艰难困苦、夜以继日地成功研发出一套专门用于图像融合的软件系统，并对我国空间卫星在图像分类与识别中做了重大贡献。“资源一号”太空卫星的成功发射也首次实现了我国与巴西在红外和可见光图像融合技术上的国际合作。
图像融合在遥感领域、医学影像、视频监控、摄影应用等领域有广泛的应用。图1.2所示是图像融合的应用示例。遥感领域图像融合的例子，分别为多光谱和全色图像的融合与多光谱与高光谱图像的融合，多光谱和全色图像的融合可以提高多光谱图像的空间分辨率，同时保留其多光谱特性，已经在Google Earth和Google Map中广泛应用。在医学影像领域进行图像融合，可以进行MRI和PET的融合、MRI与CT的融合。MRI的主要优势在于可以捕捉器官的软组织结构，CT则可以以高分辨率形式捕捉骨结构，PET是核医学成像，显示生物分子代谢，图像通常空间分辨率较低。将CT、MRI、PET通过融合使用可以提高诊断准确率。在视频监控领域，夜景图像由于光照不足导致信噪比较高，相对于白天拍摄的图像对比较较低且噪声较多，通过融合就可以显著提高夜景图像的质量。近年也有可见光、红外、近红外图像的融合方法用于图像去雾、人脸识别、军事侦察等。在摄影领域，多焦点融合是由于相机一定光圈大小下景深限制，使得只要焦平面内的物体是清晰的，想要画面内所有物体都清晰就需要对多个焦点的图像进行融合。融合后的图像能够很好地保留原始数据中的相关信息，因此在许多机器视觉和图像处理任务中具有很高的应用价值。与多聚焦图像融合的思想类似，多曝光图像融合的目的是将多幅不同曝光的图像进行融合，得到一幅完全曝光的图像。还有一种应用是融合使用闪光灯和不使用闪光灯的图像，因为在暗光条件下使用闪光灯也通常会造成红眼、强光反射、背景过曝目标欠曝等伪影问题。
在视频监控领域，红外光和可见光图像融合具有举足轻重的意义，由于红外摄影根据目标与背景的温度差进行摄影，所以基本不受外界天气和光线的影响，但分辨细节能力较差。而可见光图像易受天气和光线影响，但可以提供与人类视觉系统一致的高空间分辨率和清晰度的纹理细节。将红外光图像和可见光图像融合，就可以生成包含互补信息的单一图像。如图所示，融合后的图像包含了足够的细节，人物也清晰可见。
