[发明专利]一种双光谱夜视仪车载系统及双光谱融合设计方法

权利要求书

1.一种双光谱夜视仪车载系统，其特征在于，该双光谱夜视仪车载系统包括：

用于对可见光谱和红外光谱的成像以及对图像数据的采集、处理、融合和传输的红外双光谱成像模组；

用于完成图像数据接收的图像接收系统，连接红外双光谱成像模组，接收红外双光谱成像模组的成像信号；

用于完成图像向观察者显示的显示终端，连接图像接收系统，接收图像接收系统的图像信号；

用于完成对成像模式功能及开关的控制的控制终端，连接红外双光谱成像模组。

2.如权利要求1所述的双光谱夜视仪车载系统，其特征在于，红外双光谱成像模组还包括：红外光学物镜，红外相机，可见光光学物镜，可见光相机，图像融合处理电路，图像编码器，图像传输系统;

用于完成红外光的过滤、红外光增透、焦距调节功能的红外光学物镜；

用于完成红外光信号的采集，将红外光谱信号向电信号的转换的红外相机；

用于完成可见光增透、焦距调节和光圈调节的可见光光学物镜；

用于完成可见光的采集，将可见光光谱信号向电信号转换的可见光相机；

用于完成双光谱图像亮度调节、几何校正、中心配准、融合、增强的图像融合处理电路；

与图像融合处理电路连接，用于完成数字图像向标准图像格式的转换的图像编码器，连接图像处理电路，接收图像融合电路的图像；

与图像融合电路连接，用于完成图像向外的传输功能的图像传输系统，连接图像编码器，完成图像的传输。

3.如权利要求2所述的双光谱夜视仪车载系统，其特征在于，图像融合处理电路还包括：FPGA，DSP，尺度校正存储器RAM，FLASH：

FPGA，连接可见光相机和红外相机，结合尺度校正存储器共同完成红外图像的细节提取、轮廓提取，完成可见光图像的细节提取、轮廓提取，完成图像轮廓匹配，完成配准几何尺度变换，完成图像细节和轮廓融合，完成图像增强一系列处理，同时对整个融合处理电路系统各电路单元之间的协调控制；

DSP，连接图像编码器，结合连接的RAM，FLASH，用于将经过处理的数字视频信号结合行、场同步信号合成为模拟视频信号并进行驱动以便于显示。

4.如权利要求1所述的双光谱夜视仪车载系统，其特征在于，显示终端采用LCD屏进行显示。

5.如权利要求1所述的双光谱夜视仪车载系统，其特征在于，控制终端采用按钮的方式进行控制。

6.一种双光谱夜视仪车载系统的双光谱融合设计方法，其特征在于，该方法利用双光谱观测到的红外光谱图像和可见光谱图像，利用预先设计的尺度变换矩阵完成粗配准，采用基于场景运动目标检测的方法完成精配准，配准完成后采用多尺度加权融合的方法生成融合图像；具体的步骤如下：

步骤A、对可见光谱图像和红外光谱图像进行增强处理，采用预先标定的尺度变换矩阵完成粗配准标定；

步骤B、通过对红外视场内的单一物体和可见光视场内的单一物体进行运动检测，确定其运动轨迹；完成两个运动轨迹的拟合，确定精匹配用的尺度变换矩阵，使用该矩阵生成待融合的红外光谱图像和可见光光谱图像；

步骤C、对红外光谱图像和可见光光谱图像各自分成不重叠的块，分别计算其中的信息量；将红外光谱图像和可见光光谱图像使用高斯金字塔分成不同尺度的图像，在不同尺度提取细节特征，并根据信息量特征进行加权评估，最后采用拉普拉斯金字塔进行合成，形成新的融合图像；

步骤D、对融合后的图像进行增强处理。

7.如权利要求6所述的双光谱夜视仪车载系统的双光谱融合设计方法，其特征在于，步骤B包含以下步骤：

B1：可见光图像在多帧之间进行帧间差分运动检测，利用mean-shift算法进行运动跟踪；红外图像在多帧之间进行帧间差分检测，利用mean-shift算法进行运动跟踪，并在图像中的记录运动轨迹；

B2：对两种运动轨迹进行曲线配准；

B3：根据配准结果生成配准变换矩阵，并对其中一个图像进行几何尺度变换。

8.如权利要求6所述的双光谱夜视仪车载系统的双光谱融合设计方法，其特征在于，步骤C包含以下步骤：

C1：将红外光谱图像和可见光光谱图像使用高斯金字塔分成不同尺度的图像；

C2:在不同尺度使用双边滤波提取细节特征；

C3:在不同尺度对细节特征进行加权叠加；

C4:采用拉普拉斯金字塔进行合成，形成新的融合图像。