基于视觉注意机制的可见光与红外图像融合算法研究(2)
结 论 21
致 谢 22
参考文献23
1 引言
1.1 问题的提出
我们都知道，无论是在日常生活中还是平时工作期间，“注意”都是息息相关的。上课时学生需要注意听讲，开车时司机要注意路面情况……如果一个人心中所想，眼中所见，耳中所听的完全一致，这样的视听效果就会非常好，缺一不可。我记得一位来自美利坚合众国的心理学专家说过[7]，“Everyone knows what is attention”。假如缺少了注意，那么人们的、社会生活将会变得多糟糕。
如果想清楚明白地知道视觉注意，我们可以在脑中想象这样一个画面，你首次来到南京新街口shopping,马上你的眼神就被周围那高楼大厦吸引了,马路旁种类繁多的店铺,还可以望见繁花似锦的万达广场。大街上热热闹闹,你旁边都是穿着漂亮衣服的陌生人,和许多穿的很性感的推销员等等,你的眼球迅速被这些诱人的东西吸引住了。你时不时看人行道上贩卖的各色小吃,过一会儿又看商店里精美的商品。可你的朋友和你走丢了,你记得你的朋友穿的是一件NIKE白色短袖,根据这一点你向四面八方看去寻找哪里有白色出现,发现茫茫多的人,一些戴着白色的帽子,一些背着白色的背包,但你应该马上就能避免这些外界干扰从而找到你的朋友。
从以上这个例子中,我们可以大致了解到人对外界事物的视觉感知是一个十分复杂的过程。人脑经常要接收许多外界视觉信息,比如颜色、形状、方位等,随后对这些信息进行处理,以便于发现目标并且认出目标[8]。如此处理的优点是快还有准确,大大超过计算机的视觉处理能力范围。虽然有一些高端的计算机系统可以处理上述物体检测和识别问题,然而它们并不能完成普通的目标视觉处理。反而,人脑可以处理它们。
灵长目类动物视觉系统中一个重要的内在属性就是视觉注意机制,它是在长时间的生物发展历程中,为了适应外界恶劣变化的合理产物。一般来说,视我们的眼神关注的是视觉场景中某些我们感兴趣的东西时，视觉注意就是影响我们的机制。从生理学角度看, 灵长目类动物在长时间的优胜劣汰过程中，为了活下来而一定要学会视觉注意这一基本功能, 需要它们从庞大的信息量中提取出有用信息并发现食物，以文持自己的生存;从心理学上讲, 作为人脑信息加工的重要机制，注意强调了人内心的情感活动和主观能动性的重要。综上所述，视觉注意机制无疑可以看做是处理图像融合的工作历程中的一个必不可少的因素。
1.2 研究的意义和应用
这些年，蓬勃发展壮大的传感器技术使得图像融合技术的在生活工作中越来越受到关注。在军事高科技技术中，战场感知在现代战争中至关重要，它的特点是以多传感器技术为核心。Gulf War和Kosovo War中，精准制导武器发挥了重大作用，人们对它的关注瞬间提升，随着技术的发展，更多更复杂的对抗手段用于阻止该武器，这种单纯的指导方式已不适合战场，一定要开发新的基于成像技术的复合制导技术，而其中信息融合技术无疑是起到关键作用的。在民用方面，人工智能，土地信息的获取，环境天灾的预测，气象预报等方面都普遍利用了图像融合技术。重点应用于空中遥感航拍摄像方面，通过图像融合技术生成的结果图像具有空间范围大，光谱分辨率高的特点，大幅增强了图像的综合能力。
最常用的图像融合技术之一便是可见光图像和红外图像融合。红外成像工作原理是基于环境中的热辐射而产生的温差，生成环境图像[9]。红外图像的优点有：拥有较大的动态范围、极强的抗干扰能力、凭借被动探测而具备极好的隐蔽性。但是红外传感器也有不少的不足之处，就是受到大气中的热辐射、目标与探测器的距离以及环境噪声等外界环境影响，并且还有工作时有较大噪声等缺点。可见光成像优点有：较高的图像分辨率、丰富的图像信息、较高的环境对比度和极好的隐蔽性等，但受到外界光照条件的影响。
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