[发明专利]基于颜色协调性的彩色融合图像颜色质量评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种彩色融合图像颜色质量评价方法，属于图像处理中彩色融合技术领域。

背景技术

近年来，随着多波段图像传感器技术的发展，多波段图像融合算法研究受到人们的普遍重视，其中可见光和红外的彩色图像融合方法充分利用两个波段的成像特点对多传感器灰度图像进行彩色融合，获得更适于人眼观察的假彩色图像。可有效提升目视光电成像系统对场景目标的探测、识别能力，减小虚警率和识别错误，在态势感知、目标探测等方面展现出广泛的应用前景，并已有实用的系统和装备获得成功的应用。同时，如何评价融合效果，即如何评价融合图像的质量，成为图像融合技术和系统设计的重要环节。目前，对彩色融合图像质量的评价尚没有国内外公认的理论，缺乏相应的评价测试方法及装置，缺乏适用于装备生产的融合质量客观评价系统，直接影响到对彩色夜视成像系统的评价，严重阻碍了彩色夜视系统装备的推广应用。

图像质量评价可分为主观评价和客观评价。主观评价由观察者根据主观感受来评价图像的质量，虽然评价结果准确，但是费时费力；客观评价依据模型给出量化指标来衡量图像质量，希望达到与主观评价相一致的评价结果。

目前关于融合图像质量客观评价的研究，主要集中在灰度图像质量的评价，较少涉及到彩色融合图像的评价，尤其是在图像色彩方面的客观评价方法还十分有限。现有的评价方法往往需要通过衡量融合图像与同一场景真彩色图像色彩的相似度来评价融合图像的色彩质量，即需要真彩色图像作为参考图像。然而，现实应用中往往无法获得同一场景的彩色参考图像，限制了这类评价方法的广泛应用。此外，可见光与红外彩色融合图像并不完全追求与同一真彩色场景的色彩一致性，而需要满足特定的应用目的。因此，对于可见光与红外彩色融合图像的颜色质量，迫切的需要一种考虑其具体应用需求并且无参考的客观评价方法。

可见光与红外彩色融合图像一个基本的应用方面是帮助观察者直观准确的理解场景内容。研究表明，颜色协调性是影响基于场景理解的彩色融合图像质量的关键因素之一。然而，目前颜色协调性评价的研究主要针对色块组合的协调性，并不适合直接用于彩色融合图像颜色协调性的评价。因此，需要针对彩色融合图像特点，构造一种无参考的融合图像颜色协调性模型来客观评价融合图像的颜色质量。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，建立一种基于颜色协调性的彩色融合图像颜色质量评价方法。针对三类典型场景可见光与红外彩色融合图像，考虑不同典型场景内容的影响，构造图像色彩与场景内容协调性计算模型；同时考虑颜色区域面积大小的影响，从而实现对融合图像颜色质量的无参考评价。

该方法包括如下步骤：

第一步：将红外图像中灰度值大于预设阈值的热目标像素进行标记，仅使用融合图像中去除热目标的背景图像进行后续计算；

第二步：计算对应于海天、绿色植物和城镇建筑物三种典型场景图像色彩与场景内容协调性分数；

第三步：采用基于均值偏移的彩色图像分割方法将背景图像分割为若干个颜色区域；

第四步：计算分割图像中所有相邻颜色对和非相邻颜色对的协调性分数，得到图像颜色组合加权协调性分数；

第五步：根据第二步和第四步所得的两方面协调性分数，根据不同的场景类型将对应的图像色彩与场景内容协调性分数和颜色组合加权协调性分数取平均，得到三种典型场景彩色融合图像颜色协调性客观评价模型。

第二步所述的海天、绿色植物和城镇建筑物三种典型场景图像色彩与场景内容协调性分数和分别为：

海天和绿色植物场景图像色彩与场景内容的协调性为