一種紅外與微光/可見(jiàn)光融合成像的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，特別涉及一種紅外與微光/可見(jiàn)光融合成像的方法及 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 可見(jiàn)光成像技術(shù)是利用目標(biāo)的光譜反射，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換得到有較高的對(duì)比度的可 見(jiàn)光圖像?？梢?jiàn)光圖像的優(yōu)勢(shì)在于可W充分反映物體的亮度反差特性，比較客觀和真實(shí)地 展現(xiàn)目標(biāo)（物或者景）的空間輪廓信息，體現(xiàn)整個(gè)場(chǎng)景的細(xì)節(jié)信息，因此可W較好的將目標(biāo) 從背景環(huán)境中分離開(kāi)來(lái)。海洋由于水汽蒸發(fā)較易形成濃霧天氣，造成視野分辨率降低，影響 了可見(jiàn)光傳輸，送給可見(jiàn)光圖像監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用構(gòu)成了極大的障礙。
[0003] 紅外成像技術(shù)利用熱福射，能夠檢測(cè)目標(biāo)物體與周圍環(huán)境的溫度差別W及目標(biāo)本 身的局部溫差情況，其可W很好的識(shí)別熱目標(biāo)，探測(cè)距離遠(yuǎn)，在軍事應(yīng)用中能夠穿透海洋的 霧氣識(shí)別隱藏的艦船、飛機(jī)等目標(biāo)，在工業(yè)應(yīng)用中可W用來(lái)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行溫度檢測(cè)，但紅 外圖像存在對(duì)比度差，細(xì)節(jié)信息不豐富，無(wú)法很好的體現(xiàn)場(chǎng)景中物體外部輪廓信息，送對(duì)人 類的視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一大缺陷。
[0004] 發(fā)明專利"基于場(chǎng)景景深的霧天可見(jiàn)光/紅外圖像彩色融合方法"，該發(fā)明涉及一 種基于場(chǎng)景景深的霧天可見(jiàn)光/紅外圖像彩色融合方法，屬于多波段圖像融合領(lǐng)域。該發(fā) 明的目的是為了解決現(xiàn)有可見(jiàn)光/紅外圖像融合技術(shù)中融合系數(shù)選取沒(méi)有特定的標(biāo)準(zhǔn)，融 合圖像色彩不自然，W及不能有效處理受霧天或人工煙霧影響的圖像的問(wèn)題。首先根據(jù)霧 天可見(jiàn)光圖像計(jì)算場(chǎng)景的景深圖像，并歸一化，得到景深信息；然后，將歸一化景深信息作 為可見(jiàn)光和紅外圖像融合的權(quán)重因子，進(jìn)行可見(jiàn)光和紅外圖像的非線性加權(quán)色彩融合；最 后，建立映射關(guān)系，用非線性色彩傳遞技術(shù)修正非線性加權(quán)的彩色融合結(jié)果，得到熱目標(biāo)突 出、顏色真實(shí)自然的彩色融合圖像。本發(fā)明與該發(fā)明的區(qū)別在于，本發(fā)明可W通過(guò)光敏器 件根據(jù)環(huán)境亮度實(shí)現(xiàn)紅外熱像儀和星光攝像機(jī)、紅外熱像儀和可見(jiàn)光攝像機(jī)兩種模式的切 換，實(shí)現(xiàn)全天候的檢測(cè)。
[0005] 發(fā)明專利"一種低能見(jiàn)度導(dǎo)航系統(tǒng)"，該發(fā)明公開(kāi)了一種低能見(jiàn)度導(dǎo)航系統(tǒng)，包括： 探測(cè)器前端和融合系統(tǒng)兩部分。探測(cè)器前端包括固定底座、旋轉(zhuǎn)底座、安裝架、紅外熱像儀、 微光成像儀、攝像頭；融合系統(tǒng)包括圖像處理設(shè)備、現(xiàn)設(shè)設(shè)備。該低能見(jiàn)度導(dǎo)航系統(tǒng)可用于 直升機(jī)、船只和車輛的輔助駕駛系統(tǒng)，幫助駕駛員安全駕駛，還可用于事故搜救、安防等。本 發(fā)明與該發(fā)明的區(qū)別在于，本發(fā)明采用一種新的去霧算法實(shí)現(xiàn)對(duì)可見(jiàn)光圖像的去霧操作， 可W適應(yīng)海邊多霧環(huán)境，另外本發(fā)明可W根據(jù)是否有霧任務(wù)選擇是否執(zhí)行去霧操作。
[0006] 發(fā)明專利"紅外與可見(jiàn)光視頻融合系統(tǒng)"，該發(fā)明是關(guān)于一種視頻融合系統(tǒng)，提出 一種電腦串口控制云臺(tái)的通信協(xié)議W及一種新的紅外與可見(jiàn)光視頻融合處理方法。分為云 臺(tái)控制部分，攝像頭視頻采集部分，視頻融合部分，融合顯示部分。采用VC++編寫(xiě)控制和顯 示界面，在視頻圖像的處理方面引入opencv庫(kù)，將最后的融合結(jié)果顯示出來(lái)。云臺(tái)的控制 包括上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)還有轉(zhuǎn)速的控制，攝像頭采集部分分為紅外熱像儀和可見(jiàn)光攝像頭，分 別采集兩種視頻信息，同時(shí)還可w通過(guò)控制界面控制攝像頭的變焦等。采用一種新的可見(jiàn) 光與紅外圖像配準(zhǔn)方法，簡(jiǎn)單快速，增強(qiáng)了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。由于紅外圖像與可見(jiàn)光圖像具有 良好的互補(bǔ)性，時(shí)的本發(fā)明具有很高的實(shí)用性，融合效果良好，應(yīng)用廣泛。本發(fā)明與該發(fā)明 的區(qū)別在于，本發(fā)明固定圖像采集系統(tǒng)的云臺(tái)支持標(biāo)準(zhǔn)化col_D協(xié)議，很容易通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直 接控制云臺(tái)的上下左右旋轉(zhuǎn)。
[0007] 發(fā)明專利"一種可見(jiàn)光與熱紅外融合的立體成像裝置及其標(biāo)定方法"，該發(fā)明適用 于計(jì)算機(jī)視覺(jué)及熱紅外成像技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種熱紅外與可見(jiàn)光融合的立體成像裝置及 其標(biāo)定方法。所述可見(jiàn)光與熱成像融合的立體成像裝置包括雙相機(jī)云臺(tái)、用于支撐所述雙 相機(jī)云臺(tái)的支架W及置于所述雙相機(jī)云臺(tái)的可見(jiàn)光相機(jī)和熱紅外相機(jī)。所述標(biāo)定方法包括 W下步驟：對(duì)可見(jiàn)光相機(jī)的內(nèi)參數(shù)和崎變參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定；對(duì)熱紅外相機(jī)的內(nèi)參數(shù)和崎變參 數(shù)進(jìn)行標(biāo)定；對(duì)所述可見(jiàn)光相機(jī)與熱紅外相機(jī)之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)和平移進(jìn)行標(biāo)定。該裝置結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，易于標(biāo)定，滿足立體熱環(huán)境研究及應(yīng)用需求。本發(fā)明與該發(fā)明的區(qū)別在于，本發(fā)明 所述圖像采集系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)采集圖像的遠(yuǎn)程傳輸和遠(yuǎn)程控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引微光圖像/可見(jiàn)光圖像和紅外圖像都具有其固有的優(yōu)勢(shì)和缺陷，它們之間存在著 顯著的差異，而送些差異正好彌補(bǔ)了彼此的缺陷，若將兩者的互補(bǔ)信息融合在一起，郝就可 W同時(shí)獲得目標(biāo)的空間邊緣信息W及表面溫度分布信息，通過(guò)對(duì)微光圖像/可見(jiàn)光圖像和 紅外圖像采用圖像融合處理，將兩者的互補(bǔ)信息整合，其輸出的融合圖像集兩者優(yōu)勢(shì)為一 體，既展示了目標(biāo)物體的空間細(xì)節(jié)情況，又將其表面溫度分布細(xì)節(jié)轉(zhuǎn)換為可視信息，送對(duì)觀 察者而言，圖像更加全面的展示了目標(biāo)物體所承載的信息量，使得目標(biāo)物體的空間結(jié)構(gòu)和 局部溫度分布都一目了然。
[0009] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種紅光與微光/可見(jiàn)光融合成像的方法及系 統(tǒng)。
[0010] 本發(fā)明提出一種紅外與微光/可見(jiàn)光融合成像的方法，包括：
[0011] 步驟1，獲取紅外圖像、微光圖像/可見(jiàn)光圖像，并對(duì)該紅外圖像、該微光圖像/該 可見(jiàn)光圖像，進(jìn)行圖像增強(qiáng)，其中根據(jù)當(dāng)前環(huán)境的光線強(qiáng)度選擇獲取該微光圖像或該可見(jiàn) 光圖像；
[0012] 步驟2,提取圖像增強(qiáng)后的該紅外圖像的目標(biāo)區(qū)域，并通過(guò)縮放平移將該目標(biāo)區(qū) 域，與圖像增強(qiáng)后的該微光圖像/該可見(jiàn)光圖像中相對(duì)應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行融合，W完成該紅外 圖像與該微光圖像/可見(jiàn)光圖像的融合成像。
[0013] 所述的紅外與微光/可見(jiàn)光融合成像的方法，該步驟1中對(duì)該紅外圖像進(jìn)行圖像 增強(qiáng)的具體步驟包括：
[0014] 步驟11，對(duì)該紅外圖像進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，生成該紅外圖像的灰度圖像，并通過(guò)多尺度 處理方式將該灰度圖像分為高尺度圖像、中尺度圖像、低尺度圖像；
[0015] 步驟12,對(duì)每個(gè)尺度的圖像的入射光進(jìn)行評(píng)估，并進(jìn)行高斯加權(quán)處理，獲取每個(gè)尺 度的圖像的入射光照度圖像；
[0016] 步驟13,對(duì)該入射光照度圖像進(jìn)行自適應(yīng)加權(quán)疊加，獲取該紅外圖像的初步增強(qiáng) 圖像；
[0017] 步驟14,對(duì)該初步增強(qiáng)圖像進(jìn)行灰度拉伸，獲取灰度拉伸圖像，對(duì)該灰度拉伸圖像 進(jìn)行自適應(yīng)增強(qiáng)，獲取該紅外圖像的最終增強(qiáng)圖像。
[0018] 所述的紅外與微光/可見(jiàn)光融合成像的方法，該步驟1中對(duì)該微光圖像/該可見(jiàn) 光圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)之前還包括：
[0019] 步驟15,判斷是否需要對(duì)該微光圖像/該可見(jiàn)光圖像進(jìn)行去霧操作，若需要，則順 序執(zhí)行步驟16、17、18、19 ;
[0020] 步驟16,根據(jù)該微光圖像/可見(jiàn)光圖像的顏色特征與紋理特征，對(duì)該微光圖像/該 可見(jiàn)光圖像進(jìn)行分割；
[0021] 步驟17,獲取分割后的每個(gè)區(qū)域的暗原色，并根據(jù)該暗原色，獲取該微光圖像/該 可見(jiàn)光圖像的大氣光值；
[0022] 步驟18,通過(guò)暗原色先驗(yàn)，獲取該微光圖像/該可見(jiàn)光圖像的透射率初始值，并 通過(guò)軟樞圖方法對(duì)該透射率初始值進(jìn)行優(yōu)化，獲取該微光圖像/該可見(jiàn)光圖像的最終透射 率；
[0023] 步驟19,根據(jù)該大氣光值與該最終透射率，通過(guò)霧圖形成模型，獲取去霧后的新微 光圖像/新可見(jiàn)光圖像。
[0024] 所述的紅外與微光/可見(jiàn)光融合成像的方法，該步驟1中對(duì)該微光圖像/該可見(jiàn) 光圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)包括：
[0025] 對(duì)該新微光圖像/該新可見(jiàn)光圖像進(jìn)行濾波去噪與直方圖增強(qiáng)，W完成對(duì)該微光 圖像/該可見(jiàn)光圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)。
[0026] 所述的紅外與微光/可見(jiàn)光融合成像的方法，該步驟2還包括：
[0027] 步驟21，對(duì)圖像增強(qiáng)后的該紅外圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，并通過(guò)全局闊值法對(duì)邊緣檢 測(cè)后的該紅外圖像進(jìn)行全局二值化，將全局二值化后的該紅外圖像的像素連通域小于某一 闊值的像素點(diǎn)作為噪聲點(diǎn)進(jìn)行過(guò)濾，獲取去噪后的該微光圖像/該可見(jiàn)光圖像；
[0028] 步驟22,遍歷去噪后的該微光圖