群聚類在紅外與可見光融合質(zhì)量評(píng)價(jià)的應(yīng)用

朱亞輝　周延年

摘要：針對(duì)紅外與可見光圖像融合質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)，提出了基于群聚類的紅外與可見光融合質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。該方法以目標(biāo)可探測(cè)性、細(xì)節(jié)可分辨性和感知質(zhì)量為主觀評(píng)價(jià)準(zhǔn)則；利用灰色絕對(duì)關(guān)聯(lián)度聚類分析和離差最小化規(guī)劃模型確定專家權(quán)重，最后采用均值化法獲得紅外與可見光圖像融合質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該方法不僅從整體上對(duì)紅外與可見光圖像融合質(zhì)量進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，還可以根據(jù)需要從某個(gè)側(cè)面進(jìn)行特殊性要求，主觀評(píng)價(jià)結(jié)果與人眼視覺感知的結(jié)果一致。

關(guān)鍵詞：紅外圖像；可見光圖像；主觀評(píng)價(jià)；聚類分析

1.概述

紅外與可見光圖像融合質(zhì)量評(píng)價(jià)有助于研究人員設(shè)計(jì)出更為科學(xué)、精度更高的融合方法。紅外與可見光圖像融合質(zhì)量評(píng)價(jià)包括主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)。主觀評(píng)價(jià)是觀察者依據(jù)自身的主觀感受對(duì)融合圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分，它具有直觀性、簡(jiǎn)單性、主觀性等特點(diǎn)。客觀評(píng)價(jià)是應(yīng)用非線性數(shù)學(xué)公式定量分析源圖像與融合圖像之間的內(nèi)在聯(lián)系，具有耗時(shí)少、易操作、客觀性等特點(diǎn)。許多學(xué)者致力于研究圖像融合質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)。但在驗(yàn)證客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)有效性時(shí)，通常以主觀評(píng)價(jià)結(jié)果為依據(jù)。其主要原因在于：1）圖像融合最終目的是使融合后的圖像易于人眼觀察，當(dāng)客觀評(píng)價(jià)結(jié)果與主觀評(píng)價(jià)結(jié)果相似時(shí)，表示客觀評(píng)價(jià)結(jié)果能體現(xiàn)人眼視覺信息，客觀評(píng)價(jià)方法是有效的；反之，客觀評(píng)價(jià)方法是無(wú)效的。2）有些圖像融合現(xiàn)象很難用客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)描述，如源圖像是否配準(zhǔn)，融合圖像是否模糊，融合圖像是否出現(xiàn)塊狀結(jié)構(gòu)。

因此，研究紅外與可見光圖像融合質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)是必要的。通過對(duì)現(xiàn)有圖像融合質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)方法分析可知：1）紅外與可見光圖像融合質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)包括感知質(zhì)量、目標(biāo)可探測(cè)性和細(xì)節(jié)可分辨性；2）專家通常采用國(guó)際上規(guī)定的五級(jí)質(zhì)量尺度和妨礙尺度（見表1所示）對(duì)圖像融合質(zhì)量評(píng)分；3）常采用平均主觀分值法和差分主觀分值法進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。

本文從綜合評(píng)價(jià)理論分析可知，傳統(tǒng)的紅外與可見光圖像融合質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)方法存在以下不足：1）紅外與可見光圖像融合質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)屬于多屬性群決策范疇，需要考慮專家權(quán)重；但平均主觀分值法和差分主觀分值法均沒有考慮到專家權(quán)重。2）觀測(cè)者常采用多刺激方法，即將融合圖像與已經(jīng)評(píng)測(cè)過的融合圖像進(jìn)行比較，根據(jù)比較進(jìn)行評(píng)分，表1只是從融合圖像本身的特征進(jìn)行評(píng)分。