[发明专利]红外与可见光动态图像的融合方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体地涉及一种红外与可见光动态图像的融合方法及装置。

背景技术

由于图像传感器自身物理特性、成像机理和观察视角等各个方面的种种限制，单一的图像传感器往往不能够从场景中提取足够的信息，以致于很难甚至无法独立获得对一幅场景的全面描述。为了满足实际中的需要，充分利用多传感器的图像信息，各种图像融合技术快速发展起来。

可见光图像是反射图像，高频成分多，在一定照度下能反映场景的细节，但照度不佳时的可见光图像的对比度较低；红外图像是辐射图像，灰度由目标与背景的温差决定，不能反映真实的场景。单独使用可见光或红外图像均存在不足之处，当目标本身各部位温度变化较大或者背景热辐射特性较弱时，红外图像包含的目标或背景的细节信息较少，而可见光图像则可含丰富的细节信息；然而，在光线较暗或有少量烟、云、雾环境中，可见光图像质量较差，红外图像中的目标却依然清晰可辨。可见光图像和红外图像的融合就可以适应昼夜光线变换较大的情况，并具备一定的穿透能力，从而有效地综合和发掘各自的特征信息，增强场景理解，突出目标，有利于在隐藏、伪装和迷惑的情况下更快、更精确地探测目标。

图像融合作为一种综合处理多传感器图像数据的有效技术途径日益引起人们的重视，其应用范围已遍及军事、遥感、医学、安全监控等领域。图像融合是综合传感器、图像处理、信号处理、计算机及人工智能的现代高新技术。Pohl和Genderen对图像融合做了如下定义：图像融合就是通过一种特定算法将两幅或多幅图像合成为一幅新图像。它的主要思想是采用一定的算法，把工作在不同波长范围、具有不同成像机理的图像传感器对同一个场景的多个成像信息融合成一个新图像，从而使融合的图像可信度更高，模糊较少，可理解性更好，更适合人的视觉及计算机检测、分类、识别、理解等处理。

目前的图像融合方法中存在计算效率低、实时性较差的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种红外与可见光动态图像的图像融合方法及装置，根据图像配准参数来实现图像配准，极大地减小了数值变换的计算量，提高了计算速度，从而提高了图像融合的速度，满足了图像处理的实时性要求。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种红外与可见光动态图像的图像融合方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、计算出图像配准参数；

S2、分别采集红外图像和可见光图像，并根据该图像配准参数，对该红外图像和可见光图像进行图像配准；

S3、采用逐帧融合的方式对经图像配准后的红外图像、可见光图像进行动态图像融合。

本发明在红外图像和可见光图像的图像融合过程中，首先根据图像配准参数实现图像配准，极大地减小了数值变换的计算量，提高了计算速度，从而提高了图像融合的速度，满足了图像处理的实时性要求。

所述步骤S1为：采集一副红外图像、一幅可见光图像，并在红外图像和可见光图像上分别选择四个辅助点且该辅助点在红外图像、可见光图像上一一对应，根据四对辅助点的坐标计算出图像配准参数：缩放比例和平移量。

所述步骤S1中还可建立图像配准参数查找表，从而进一步提高图像配准效率，提高计算速度。

所述步骤S2由以下步骤组成：

S20、继续同步地分别继续采集红外图像、可见光图像；

S21、在图像配准过程中，选择红外图像和可见光图像中一个作为参考图像，另一个作为待配准图像，采用图像配准参数对该红外图像和可见光图像进行图像配准。

在所述步骤S20中还包括对该红外图像、可见光图像进行预处理的步骤，该预处理包括图像格式转换、图像去噪、图像增强和图像变换，其中该图像格式转换过程中将可见光图像转换成YUV格式的图像；该图像去噪过程中对红外图像以及YUV格式的可见光图像的Y通道图像进行空间滤波；该图像增强过程中对经去噪后的红外图像和可见光图像进行直方图增强；该图像变换过程中对经增强后的红外图像和可见光图像进行小波变换。在图像配准过程中首先分别对红外图像、可见光图像进行预处理，提高了图像配准的精度。

所述步骤S3中针对每一帧经图像配准后的红外图像和可见光图像均按照以下步骤进行图像融合：

S30、根据经图像配准后的红外图像、可见光图像，对应获得红外图像的第一数值结果和可见光图像的第二数值结果；

S31、将该第一数值结果和第二数值结果分别进行小波变换，对应地获得红外图像的第三数值结果和可见光图像的第四数值结果；