[发明专利]一种灰度目标图像的彩色背景的构建方法

说明书

本发明公开了一种灰度目标图像的彩色背景的构建方法，通过红外摄像仪拍摄多幅彩色场景图像；通过图像拼接技术获得固定区域的全景图；然后采用红外摄像仪获取该全景信息中某一部分的灰度场景图；接着对全景图和灰度场景图中某一相同物体的进行像素级比例缩放，使得灰度场景图的大小缩放到和全景图对应位置处相同大小。最后通过模板匹配从全景图中获得和灰度场景图相同位置的彩色背景图像。本发明避免了直接为彩色图像上色所带来的信息失真问题，并且可以高度还原场景信息。本发明利用先验知识中的SIFT特征所具有的尺度不变性，得到了好的检测效果。本发明通过运用图像处理的方法，巧妙的获得了彩色背景图像，耗时少，成本低，精确度高。

技术领域

本发明涉及图像处理技术，特别是一种灰度目标图像的彩色背景的构建方法。

背景技术

随着信息技术的不断发展和基于葫芦岛项目的实验要求，需要能够在夜雾天等恶劣情况下自动获得某区域的彩色场景信息，以便在任何情况下都可以准确获得需要的场景信息，从而对视频监控安全等领域作出一定贡献。

彩色背景构建其实是将灰度图像进行上色，即伪彩色处理技术，原因是人的生理视觉系统特性对微小的灰度变化不敏感，而对彩色的微小差别极为敏感。人的眼睛一般只能够区分的灰度级大约二十几个，而对不同色调和亮度的彩色图像分辨能力却可达到灰度分辨能力的百倍以上。利用这个特性人们就可以把人眼不敏感的灰度信号映射为人眼灵敏的彩色信号，以增强人对图像中细微变化的分辨力，而在此实验中可以通过获得的彩色背景图像对整体情况和问题进行更为详细的分析。

伪彩色处理一般分为灰度分层法伪彩色处理和灰度变换法伪彩色处理两种。灰度分层法又叫做灰度分割或密度分层法两种，是伪彩色处理中很基本的方法，假设一幅灰度图像为f(x,y)，将其作为坐标(x,y)的一个密度函数。将此图像的灰度分成若干等级，即相当于用一些和坐标平面平行的平面在相交的区域中切割此密度函数。灰度变换法是将f(x,y)灰度图像送入具有不同变换特性的红绿蓝三个变换器，然后再将三个变换器的不同输出分别送到彩色显像管的红、绿、蓝电子枪。

但是这些给图像上色的方法只是给图像进行着色，使其能够显示出不同的纹理差别，但是伪彩色处理技术只是通过给不同纹理的物体进行上色使其能够有层次感，却并不能满足对应物体获得对应颜色这一要求，而且其包含的颜色数量远远小于全部颜色空间，这样只能获得有对比度的彩色图像却没有该图像真正包含的彩色背景信息。

发明内容

为了解决现有技术无法获取所要的彩色背景的问题，本发明要提出一种能够获得红外灰度场景图在白天时的彩色背景图像的灰度目标图像的彩色背景的构建方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种灰度图像的彩色背景的构建方法，包括以下步骤：

A、全景图像采集

通过红外摄像仪对固定区域拍摄多幅彩色场景图像，使其范围能够覆盖到所需要的全部场景信息；

B、图像拼接

在获得多幅彩色场景图像之后，通过采用尺度不变特征转换方法即SIFT方法，利用多幅彩色场景图像相同区域特征点匹配融合的算法，将所述的多幅彩色场景图像拼接到一幅全景图当中；图像拼接的具体步骤如下：

B1、构建尺度空间：在图像信息处理模型中引入一个被视为尺度的参数，通过连续变化尺度参数获得多尺度下的尺度空间表示序列，对这些序列进行尺度空间主轮廓的提取，并以所述的主轮廓作为一种特征向量，实现边缘、角点检测和不同分辨率上的特征提取，该图像信息处理模型如下：

L(x,y,σ)＝G(x,y,σ)*I(x,y)

其中，G(x,y,σ)为一个变化尺度的高斯函数，I(x,y)为原图像即彩色场景图像，x和y分别代表图像的像素位置的纵横坐标，σ是尺度空间坐标，值越小表示图像被平滑的越少，相应的尺度也就越小。