[发明专利]一种通用多波段融合IP核

说明书

本发明公开了一种通用多波段融合IP核，包括：通讯模块，融合算法模块，色彩传递模块，目标标识模块，行模式控制模块，输出模块。该通用多波段融合IP核将红外和CCD两路图像的原始数据输入到IP核，经过IP核处理后，可以输出红外和CCD两路单通道数据，以及融合后的数据，并可选择是否打开目标标识。

技术领域

本发明涉及军用手持观察仪技术领域，特别涉及军用手持观察仪的通用图像融合IP核技术领域。

背景技术

由于数字图像融合技术可以将不同波段的图像融合到同一显示装备，在观察和瞄准系统中利用率越来越高。目前国内已经应用融合技术的型号装备也已经出现了几年，但是其在应用领域一直受到功耗、体积、实时性的限制，推广起来存在一定的困难。

数字融合技术实现起来的主要方式是DSP处理和FPGA处理。DSP处理的好处是，开发周期更短；但是存在不可避免的延时效应，延时时间是一个范围，在40-200ms之间。FPGA处理的好处是延时时间可以控制。

目前的数字融合系统，不论是DSP还是FPGA处理，由于体积和功耗，都不便用于小型便携式设备。

数字融合算法包含融合算法和色彩传递算法。融合算法有很多中，例如加权平均法、拉普拉斯多分辨分析法等，在视频观察系统中，融合算法对观察效果的影响很小，可以忽略不计。而色彩传递算法可以由于传递参数的不同，大大影响观察效果。目前的处理方法因此在视频观察系统中常常采用加权平均法融合算法。

基于YUV空间的彩色融合算法首先将可见光和红外视频通过线性组合方式映射到YUV彩色空间，形成彩色融合图像，其映射方式为

式中,V_VIS为可见光视频；V_IR为红外视频；Y_f为融合视频的亮度；U_f和V_f分别为融合视频的色差分量；m₁,m₂,m₃,m₄,为映射系数。

色彩传递算法需要找到一幅适宜的参考图像，对源图像进行一系列的线性运算，使输出图像的统计特性与参考图像的统计特性具有一致性，则处理后图像与参考图像就有相似色彩外观。计算方法为

其中：δ表示对应下标参量的标准方差；上划线表示对应参量的均值；T表示参考图像；Y’、U’、V’表示最终得到图像的YUV分量。

对于微光和红外两波段融合系统，红外探测器由于受到外界温度的影响，一天当中的图像一直产生变化，若要观察效果更能接近现实场景，就要求有高的色彩传递精度。

目前DSP和FPGA中的处理方法有查找表方法和直接计算两种。其中，查找表法的缺点在于增加了系统中存储器的负担，而且由于最终的色彩数值不是实时计算得来的，其色彩的传递精度大大下降，造成最终的图像色彩与减小或者有偏差，影响观察效果。直接计算方法不仅可以提高实时性，起色彩的自然程度更会提高。但是，一般要求的硬件资源性能也更高。

发明内容

为了与探测系统无缝链接，提高系统的可靠性，节省硬件成本，降低融合光电系统的总体功耗，本发明提供一种通用多波段融合IP核。