为了提高国产合成孔径雷达(SAR)和光学图像的融合性能,采用高分一号、高分二号多光谱图像,高分三号SAR 聚束模式和精细化条带1模式图像,利用变换域和空间域两种不同的融合思想,提出一种非下采样剪切波变换(NSST)方法结合IHS(intensity-hue-saturation)变换和区域性改进脉冲耦合神经网络(PCNN)方法的融合算法(IHS_NSST)。该算法首先对多光谱图像进行IHS变换;其次在NSST分解的子带上,引用区域性的思想,对低频成分采用区域能量平均方法,对高频成分采用改进拉普拉斯能量和(SML)激励的PCNN方法;最终从定性和定量两个方面进行评价,并将所提算法与多种融合方法作比较。结果表明:基于区域性IHS_NSST的融合方法在高分SAR和光学图像融合上有较大的优势;采用该方法大大提升了融合性能,有效减小了光谱失真,较好地保持空间特征信息,提高了国产高分SAR和光学图像的可利用程度。

针对融合后的医学图像时常存在细节纹理不够清晰的问题，本文提出一种新的基于非下采样剪切波变换（Non-Subsampled Shearlet Transform，NSST）的医学图像融合算法，对多模态医学影像进行融合，增强细节结构提取的能力，提高图像融合质量，为医疗诊断提供依据.首先，将已配准的源图像进行NSST分解，得到低频子带和一系列高频子带；其次，对于低频子带系数，提出利用局域平均能量与局域标准差的合成值进行子带之间选择的融合策略，有利于完整保存基础信息，对于高频子带系数，利用改进的拉普拉斯能量和（New Sum of Modified Laplacian，NSML）的方法进行融合；接着，将融合过后的低、高频子带进行NSST的逆过程变换，从而得到融合之后的图像；最后，在灰度和彩色医学多模态图像上进行大量的实验，并选择信息熵（IE），空间频率（SF），标准差（SD）和平均梯度（AG）对融合后的图像进行质量评价.仿真结果表明，本文算法在主观视觉效果以及客观评价指标上均取得较大改善.与其他算法相比，信息熵，标准差，空间频率和平均梯度的平均值分别提高了2.99%，4.06%，1.78%和1.37%，融合后的图像包含更丰富的细节纹理信息，视觉效果更好.

针对现有的红外与可见光图像融合算法存在融合图像的对比度与清晰度降低和细节纹理信息丢失等问题,提出将鲁棒主成分分析(RPCA)、压缩感知(CS)和非下采样轮廓波变换(NSCT)相结合的融合算法。首先对两幅源图像分别进行预增强处理,应用RPCA分解得到相应的稀疏分量和低秩分量;然后对稀疏矩阵利用结构随机矩阵压缩采样,利用高斯梯度-信息反差对比度(GG-DCI)压缩融合,经正交匹配追踪法(OMP)重构;接着对低秩矩阵采用NSCT分解成低频子带和高频子带,低频子带选用区域能量-直觉模糊集(RE-IFS)融合,最高频子带利用最大绝对值规则融合,其他高频子带选用自适应高斯区域方差融合;最后将融合后的稀疏分量和低秩分量叠加得到融合图像。实验结果表明,本文算法相比其他算法能够更好地提高融合图像的对比度和清晰度,保留了丰富的细节纹理信息,客观评价指标也总体优于现有算法,有效提升了红外与可见光图像的融合效果。

非下采样Contourlet变换(Nonsubsampled contourlet transform,NSCT) 类似小波变换，都是将源图像变换后对系数进行一些处理，再逆变换回目标图像。 NSCT是一种新型平移不变，多尺度，多方向性的快速变换。 NSCT是基于Nonsubsampled金字塔(NSP)和Nonsubsampled方向滤波器(NSDFB)的一种变换。首先由NSP对输入图像进行塔形分解，分解为高通和低通两个部分，然后由NSDFB将高频子带分解为多个方向子带，低频部分继续进行如上分解。

利用非下采样Contourlet变换（NSCT）平移不变性、多分辨率、多方向的优点，提出了一种基于非下采样Contourlet变换的子带自适应Bayes阈值图像去噪算法。该算法将源图像分解至NSCT 变换域， 能根据不同尺度、不同方向的子带能量，自适应调整去噪阈值。实验表明，与Contourlet多尺度阈值去噪、Contourlet自适应阈值去噪相比，该算法在图像去噪上能获得更好的视觉效果和更高的峰值信噪比。

基于多尺度几何分析方法——非下采样轮廓波(Contourlet)变换(NSCT)和Beamlet变换,提出一种全新的医学图像融合方法。在进行NSCT分解后,在高频成分首先使用Beamlet变换进行边缘检测,然后根据聚类分割边缘密度的差值确定其系数的融合规则;对于低频成分,采用局部区域标准方差系数的融合规则;经过一致性校正后,通过对融合后的高频与低频子带系数进行逆NSCT得到重构图像。数值实验表明,与传统的融合方法相比较,本文方法能够有效减少噪声对融合图像的干扰,增强了融合的线性细节表达能力,提高了信息量。

本文提出了一种基于非下采样Contourlet变换与非线性各向异性扩散的方法进行含噪图像的去噪和增强。首先对含噪图像进行非下采样Contourlet分解，对每个分解层的各个子带进行非线性收缩和拉伸，以达到抑制噪声和增强图像特征的目的。然后，对去噪增强后图像的Contourlet小系数进行空间域的非线性各向异性扩散，以去除由于进行非下采样Contourlet去噪所造成的为伪Gibbs现象和 side-band效应。实验结果表明，本文方法相比于无扩散的Wavelet和Contourlet方法相比，不仅对图像进行了去噪和增强，而且有效的抑制了伪Gibbs现象和 side-band效应。

针对多聚焦图像融合中聚焦物体边缘衔接处产生伪影的问题，提出一种基于非下采样Contourlet变换(NSCT)与引导滤波的多聚焦图像融合算法。该算法对多聚焦图像进行NSCT分解后，利用基于边缘的加权融合方案处理低频子带系数，利用双向拉普拉斯滤波器提取带通方向子带系数的边缘和显著信息，通过引导滤波器对初始融合权重进行修正，最后利用NSCT重构获得融合后的多聚焦图像。实验结果表明，与其他融合算法相比，本文算法提高了融合图像的信息丰富度和清晰度，避免在聚焦物体边缘衔接处产生伪影，提高了融合图像的总体质量。

为提高煤矿井下低照度、大噪声图像的可观测性，提出了一种基于非下采样轮廓波变换的矿井图像增强算法，该方法克服了常规图像增强算法无法兼顾对比度提高与噪声抑制的不足。根据Retinex理论，推导出了低照度含噪声图像的Retinex增强框架，该框架解除了噪声对估计光照图的干扰，并且分离实现了图像的对比度提高和噪声抑制。依据该图像增强框架，首先利用非下采样轮廓波变换将输入图像分解为低频子带系数和高频方向子带系数，解除估计光照图与抑制噪声的耦合;然后在轮廓波变换域，利用R，G，B三个颜色通道的低频子带系数，求出3个低频子带系数的亮通道图像，但该亮通道图像存在细节突变和过低灰度值，不符合光照图缓慢变化的特征，对亮通道图像做进一步的Gamma校正和均值滤波，获得灰度值提高了的平滑光照图估计值;接着在轮廓波变换域，根据阈值函数收缩高频方向子带系数实现噪声抑制;最后，为突显某一频带方向的细节信息和提高整体对比度，将收缩的高频方向子带系数乘以相应的增益完成特定细节加强，再利用细节加强的高频子带系数、低频子带系数和光照图估计值重构出整体对比度提高的增强图像。数值实验表明，该图像增强算法能够有效地实现矿井图像的

为了更好地将可见光图像与噪声干扰严重的合成孔径雷达图像融合, 提出了一种最大尺度硬阈值去噪的方法, 在此基础上设计了一种融合规则, 根据噪声和信号在NSCT(nonsubsampled Contourlet transform)域的分解系数特性, 将NSCT分解的最大尺首先进行硬阈值去噪, 其他高频尺度与最大尺度对应的像素点取值方式保持一致, 在低频系数采用“简单绝对值取大”的融合规则, 最后进行NSCT逆变换得到融合图像。实验结果表明, 该方法能有效抑制斑点噪声, 并能充分保留源图像重要特征。