一种矿井视频图像融合方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种矿井视频图像融合方法，用于实现矿井图像的采样、融合和重构。该方法首先对矿井视频图像分块压缩采样，然后对图像块压缩采样信号进行信源熵融合，最后对融合的信号进行重构、拼接后恢复变成原始图像。本发明专利技术进一步公开了一种矿井视频图像融合装置，该装置包括矿井图像采集设备、矿井图像融合节点和矿井图像接收设备。该装置采用无线传输方式，图像压缩处理和传输能力强，视频图像处理的冗余计算少，所需存储空间小，井下传输信道带宽要求低，满足井下特定的使用环境，有效提高了井下视频图像的压缩处理和传输能力，保证了矿井WSN、Zigbee无线网络环境下视频信号的实时性传输。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井视频图像融合方法与装置
本专利技术涉及一种无线通信和图像融合技术，具体地说，涉及一种矿井视频图像融合方法与装置。
技术介绍
现有的矿井图像信息融合技术需要考虑图像的所有像素点，即需要对压缩编码的图像信息解压缩恢复后再对其融合，采用这种技术装置存在设计复杂、传输带宽要求高、存储空间需求大等问题。尤其是，矿井环境中视频图像受噪声干扰影响较大，在矿井视频中存在分辨率低、图像模糊等现象，但由于矿井监控和视频通信对矿井视频图像质量和实时性要求较高，加之井下通信环境带宽资源有限，采用传统的图像融合技术难以解决视频图像压缩处理时出现的视频信号传输延迟、图像抖动等问题。因此，迫切需要研究和专利技术一种新的矿井视频图像融合方法及装置，以解决现存问题。2006年，Donoho等提出了压缩感知(CompressedSensing，CS)理论，通过分析信号本身的稀疏矩阵，试图突破传统信息论中的带宽瓶颈，对信号处理和压缩极限产生了很大的提升。该理论表明，如果信号是可压缩的或在某个变换域是稀疏的，那么就可以用一个与变换基不相关的随机观测矩阵将变换所得的高维信号投影到一个低维空间上，然后通过求解一个稀疏优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井视频图像融合方法，用于实现矿井视频图像信号的采样、融合和重构，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、信号的采样，包括以下子步骤：1.1)将输入的矿井视频图像信号分成S个大小K×K像素的图像块，其中S，K∈N；1.2)构建第s(s＝1，2，...S)个图像块对应的观测矩阵为Φ

【技术特征摘要】
1.一种矿井视频图像融合方法，用于实现矿井视频图像信号的采样、融合和重构，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、信号的采样，包括以下子步骤：1.1)将输入的矿井视频图像信号分成S个大小K×K像素的图像块，其中S，K∈N；1.2)构建第s(s＝1，2，...S)个图像块对应的观测矩阵为ΦK，其中，ms＜K2，且ΦK为Hadamard矩阵；1.3)获得第s个图像块的不同观测向量分别为x1＝ΦKΘ1和x2＝ΦKΘ2，其中且Θ1，Θ2分别为源图像第s块的列向量；步骤2、信号的融合，包括以下子步骤：2.1)计算观测向量x1和x2的信源熵entropy(x1)和entropy(x2)、联合熵entropy(x1，x2)、互信息量MI(x1，x2)，2.2)计算观测向量x1和x2的权系数，2.3)融合不同的观测向量为最终的观测值xb＝t1x1+t2x2，其中，t1，t2经过归一化处理，满足t1+t2＝1；步骤3、信号的重构，根据图像块信号对应的感知矩阵，采用正交匹配追踪算法重构图像块信号对应的重构值；步骤4、信号的整合，根据对源图像块划分的方法，将各个块对应的重构值进行拼接、重整，获得重构图像。2.一种基于压缩感知的矿井视频图像融合装置，应用于所述矿井视频图像融合方法，其特征在于，包括：矿井图像采集设备(10)、矿井图像融合节点(20)和矿井图像接收设备(30)；其中，所述矿井图像采集设备(10)，用于矿井图像分块采集、图像压缩编码；所述矿井图像融合节点(20)用于在感知域上图像融合；所述矿井图像接收设备(30)用于图像重构解码、视频处理和图像显示；所述矿井图像采集设备(10)、矿井图像融合节点(20)和矿井图像接收设备(30)通过无线通信接口连接，用于将采集的矿井图像信号融合后传输给矿井图像接收设备(30)；其特征还在于，所述无线通信接口采用Zigbee、W...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，闫秀秀，李亚杰，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11