基于紅外與微光圖像融合技術(shù)的彩色夜視系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種彩色夜視系統(tǒng)，特別是運(yùn)用了將紅外、微光兩種夜視圖像融合成像的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，主要的夜視設(shè)備有兩種:紅外熱像儀、微光夜視儀。但是，第一種紅外圖像輪廓模糊、分辨率低、層次感差，成像不符合人眼視覺(jué)特性，不利于人眼觀(guān)察。另一種微光夜視儀，容易受光照、天氣等環(huán)境條件影響，在雨、煙、霧等惡劣條件下，圖像細(xì)節(jié)損失嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明的目的:提供一種不受天氣、光照、煙霧影響，分辨率高，實(shí)時(shí)性好，細(xì)節(jié)豐富，符合人眼視覺(jué)特性，易于人員讀識(shí)別、理解的彩色夜視系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù):使用圖像金字塔方法，對(duì)同一場(chǎng)景、同一視角下的紅外、微光兩路夜視圖像進(jìn)行融合。再利用色彩傳遞快速算法，將白天自然場(chǎng)景下的色調(diào)傳遞給融合后的夜視圖像。
[0005]本發(fā)明的效果:實(shí)現(xiàn)了微光和紅外熱成像的實(shí)時(shí)彩色融合，得到更為符合人眼視覺(jué)特點(diǎn)的彩色圖像，有助于豐富圖像信息。使用該系統(tǒng)，在夜晚、霧霾、雨雪等可見(jiàn)度很低的天氣下，可以自然、直觀(guān)地識(shí)別目標(biāo)物體及其相對(duì)的背景位置信息。
【附圖說(shuō)明】
[0006]附圖是發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)主要分四個(gè)模塊:圖像預(yù)處理、圖像融合、色彩傳遞、圖像輸出。
[0008]模塊一，圖像預(yù)處理。該部分主要包括以下三個(gè)方面:圖像獲得、圖像配準(zhǔn)、圖像增強(qiáng)。為了對(duì)景物微光圖像和紅外圖像進(jìn)行高質(zhì)量的融合，必須先按照這兩種成像機(jī)理和特點(diǎn)，獲得同一場(chǎng)景、同一視角的原始圖像。圖像配準(zhǔn)，需要微光、紅外兩路圖像不僅要幀同步，還要同步精度到像素級(jí)，保證像素對(duì)齊。圖像增強(qiáng)則對(duì)于圖像融合奠定了較好的基礎(chǔ)，為圖像融合質(zhì)量提供了保障。
[0009]模塊二，圖像融合。本發(fā)明使用的圖像融合算法是圖像金字塔方法，其原理是:將參與融合的兩幅圖像分別分解為多尺度的金字塔圖像序列，將低分辨率的圖像在上層，高分辨率的圖像在下層，上層圖像的大小為前一次圖像大小的1/4。層數(shù)為0，I，2……N。將所有圖像的金字塔在相應(yīng)層上以一定規(guī)則融合，就可得到合成金字塔，再將該合成金字塔按照金字塔生成的逆過(guò)程進(jìn)行重構(gòu)，得到融合金字塔，由融合金字塔恢復(fù)出融合后的圖像。由于金字塔的分解算法、每層的融合算法不一樣，可以衍生出多種金字塔融合算法，常見(jiàn)的有高斯金字塔、拉普拉斯金字塔、小波金字塔等。
[0010]模塊三，色彩傳遞。共有四個(gè)步驟:第一步，將微光、紅外兩路圖像進(jìn)行線(xiàn)性組合后映射到顏色空間，得到偽彩色圖像。第二步，計(jì)算偽彩色圖像顏色空間各通道的均值、標(biāo)準(zhǔn)差，再將類(lèi)似場(chǎng)景白天自然光下的一幅圖像作為參考圖像，計(jì)算參考圖像的均值、標(biāo)準(zhǔn)差；將偽彩色圖像各通道的像素值減去自身均值，根據(jù)參考圖像、偽彩色圖像的標(biāo)準(zhǔn)差比進(jìn)行縮放，再加上參考圖像的均值；以此，進(jìn)行色彩增強(qiáng)，完成白天自然光下圖像到夜視圖像的色彩傳遞。第三步，根據(jù)紅外、微光二維灰度信息，與彩色融合圖像建立一一對(duì)應(yīng)的二維彩色查找表。第四步，根據(jù)查找表，快速、實(shí)時(shí)地輸出彩色夜視圖像。以上四個(gè)步驟中，前三個(gè)步驟都可以在實(shí)際使用之前的調(diào)試過(guò)程中完成，不影響實(shí)際使用，這樣就保證了實(shí)際使用過(guò)程中彩色夜視圖像的高實(shí)時(shí)性。
[0011]模塊四，圖像輸出。按照實(shí)際工程要求，將融合好的彩色夜視圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)斤@示器上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明涉及一種彩色夜視系統(tǒng)，特別是運(yùn)用了將紅外、微光兩種夜視圖像融合成像的技術(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外與微光圖像融合技術(shù)的彩色夜視系統(tǒng)，其特征是使用的圖像融合算法是圖像金字塔方法，其原理是:將參與融合的兩幅圖像分別分解為多尺度的金字塔圖像序列，將低分辨率的圖像在上層，高分辨率的圖像在下層，上層圖像的大小為前一次圖像大小的1/4;層數(shù)為0，1，2……N;將所有圖像的金字塔在相應(yīng)層上以一定規(guī)則融合，就可得到合成金字塔，再將該合成金字塔按照金字塔生成的逆過(guò)程進(jìn)行重構(gòu)，得到融合金字塔，由融合金字塔恢復(fù)出融合后的圖像；由于金字塔的分解算法、每層的融合算法不一樣，可以衍生出多種金字塔融合算法，常見(jiàn)的有高斯金字塔、拉普拉斯金字塔、小波金字塔等。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外與微光圖像融合技術(shù)的彩色夜視系統(tǒng)，其特征是夜視圖像是彩色的，且顏色近似于同場(chǎng)景在自然光下的顏色。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外與微光圖像融合技術(shù)的彩色夜視系統(tǒng)，其特征是彩色融合夜視圖像的生成是快速、實(shí)時(shí)的。
【專(zhuān)利摘要】基于紅外與微光圖像融合技術(shù)的彩色夜視系統(tǒng)，本發(fā)明涉及一種彩色夜視系統(tǒng)，特別是運(yùn)用了將紅外、微光兩種夜視圖像融合成像的技術(shù)。目前，主要的夜視設(shè)備有兩種：紅外熱像儀、微光夜視儀。但是，第一種紅外圖像輪廓模糊、分辨率低、層次感差，成像不符合人眼視覺(jué)特性，不利于人眼觀(guān)察。另一種微光夜視儀，容易受光照、天氣等環(huán)境條件影響，在雨、煙、霧等惡劣條件下，圖像細(xì)節(jié)損失嚴(yán)重。本發(fā)明提供一種不受天氣、光照、煙霧影響，分辨率高，實(shí)時(shí)性好，細(xì)節(jié)豐富，符合人眼視覺(jué)特性，易于人員讀識(shí)別、理解的彩色夜視系統(tǒng)。本發(fā)明使用圖像金字塔方法，對(duì)同一場(chǎng)景、同一視角下的紅外、微光兩路夜視圖像進(jìn)行融合。再利用色彩傳遞快速算法，將白天自然場(chǎng)景下的色調(diào)傳遞給融合后的夜視圖像。
【IPC分類(lèi)】G06T5/50
【公開(kāi)號(hào)】CN105590305
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610123046
【發(fā)明人】宮寧生, 溫健陽(yáng), 陳巖
【申請(qǐng)人】溫健陽(yáng)
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2016年3月4日