基于小波变换的MATLAB图像融合实现方法

基于小波变换的MATLAB图像融合实现方法，包含手动实现和内置函数两种方法

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一、核心代码实现（手动分解法）

%% 参数设置
clear; clc;
img1 = imread('lena.jpg'); img2 = imread('lena_noise.jpg');
img1 = imresize(img1, [256,256]); img2 = imresize(img2, [256,256]);
img1 = im2double(img1); img2 = im2double(img2);

level = 3; % 分解层数
wavelet = 'db4'; % 小波基函数

%% 小波分解
[c1, s1] = wavedec2(img1, level, wavelet);
[c2, s2] = wavedec2(img2, level, wavelet);

%% 融合规则
fused_coeffs = zeros(size(c1));
for i = 1:level
    % 低频分量融合（取平均）
    low1 = appcoef2(c1, s1, wavelet, i);
    low2 = appcoef2(c2, s2, wavelet, i);
    fused_low = (low1 + low2) / 2;
    
    % 高频分量融合（取绝对值最大）
    [cH1, cV1, cD1] = detcoef2('all', c1, s1, i);
    [cH2, cV2, cD2] = detcoef2('all', c2, s2, i);
    fused_high = max(abs(cH1), abs(cH2));
    
    % 重构融合系数
    fused_coeffs(1:s1(1,i)) = [fused_low, fused_high(:)];
end

%% 小波重构
fused_img = waverec2(fused_coeffs, s1, wavelet);

%% 后处理
figure;
subplot(1,3,1); imshow(img1); title('原始图像1');
subplot(1,3,2); imshow(img2); title('原始图像2');
subplot(1,3,3); imshow(fused_img); title('融合结果');

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二、使用内置函数实现（wfusimg）

%% 参数设置
img1 = imread('lena.jpg'); img2 = imread('lena_noise.jpg');
img1 = imresize(img1, [256,256]); img2 = imresize(img2, [256,256]);
img1 = im2double(img1); img2 = im2double(img2);

level = 3; % 分解层数
wavelet = 'sym4'; % 小波基函数

%% 融合参数设置
rule = {'max', 'max'}; % 高频取最大值，低频取最大值
trim = 'on'; % 自动裁剪

%% 执行融合
tic;
fused_img = wfusimg(img1, img2, wavelet, level, rule{1}, rule{2}, trim);
toc;

%% 显示结果
figure;
subplot(1,3,1); imshow(img1); title('原始图像1');
subplot(1,3,2); imshow(img2); title('原始图像2');
subplot(1,3,3); imshow(fused_img); title('融合结果');

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三、参数说明

参数	取值范围	推荐值	作用说明
level	1-5	3	分解层数影响细节保留程度
wavelet	Daubechies系列	db4/db5	影响频带划分特性
rule		max	高频分量融合策略
trim	'on'/'off'	on	自动去除边界黑边

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四、融合规则详解

1. 低频分量处理：

   • 平均法：保留整体结构信息
   • 加权平均：根据能量分布调整权重

   % 加权平均示例
   weight1 = energy(img1); weight2 = energy(img2);
   fused_low = (weight1*low1 + weight2*low2) / (weight1+weight2);
   

2. 高频分量处理：

   • 绝对值最大：保留显著边缘特征
   • 区域方差最大：增强纹理信息

   % 区域方差法
   var1 = localvar(img1); var2 = localvar(img2);
   fused_high = (var1 > var2) .* cH1 + (var2 >= var1) .* cH2;
   

参考代码 matlab源程序，通过小波变换进行图像融合 www.youwenfan.com/contentcnm/79027.html

该方法通过小波多分辨率分析实现图像特征融合，实际应用中建议根据具体场景调整分解层数和融合规则。