[发明专利]一种大视场红外微光自然感彩色融合系统

权利要求书

1.一种大视场红外微光自然感彩色融合系统，其特征在于：包括底座，及活动安装于底座上的水平旋转支撑架，及固定于水平旋转支撑架上方的信号处理集成箱；所述信号处理集成箱中安装有大视场红外微光自然感彩色融合系统；所述大视场红外微光自然感彩色融合系统包括用于两路分别采集大空域红外和微光波段的场景信息的图像采集单元，及用于抑制图像噪声信号和伪影，提高微光图像细节、红外图像重点目标显著程度的图像预处理单元，及用于建立红外/微光图像间的位置变换关系，完成图像配准的图像配准单元，及用于实现红外/微光图像像素级灰度融合的图像融合单元，及用于对灰度级融合图像进行自然感彩色色彩传递处理的色彩传递单元；所述图像采集单元包括上、下对称设置的大视场红外视觉模块和大视场微光视觉模块；所述图像预处理单元与图像采集单元相连接；所述图像配准单元与图像预处理单元连接；所述图像融合单元与图像配准单元相连；所述色彩传递单元与图像融合单元连接；

所述图像配准单元其利用大视场特征点检测来提取关键点，求取双目大视场核线模型，建立红外/微光的通用特征描述子，根据相似度检测确定匹配点，完成双目大视场配准；具体地，通过预先标定结果，建立双目大视场核线模型；在双目大视场图像中，采用非线性滤波保留图像细节信号，采用FAST提取感兴趣关键点，通过计算、比较两幅图像中所有关键点的Harris值，去除部分非匹配点；在核线附近寻找疑似匹配点，以当前关键点为中心，构造基于李萨如图形的局部特征描述子；比较特征描述子的相似度，二次计算、遴选匹配点，寻找最终匹配点对，计算配准模型；

所述图像融合单元其利用NSCT理论和稀疏表示理论，将大视场红外和微光图像分解为高频和低频部分，低频分量直接进行稀疏融合，高频分量先转换到ICA域，然后进行稀疏融合，最后将低频和高频融合分量进行重构，获取灰度级融合图像；具体地，通过NSCT变换，分别分解大视场红外和微光图像为高频和低频部分；针对低频部分，利用提前建立的低频字典进行稀疏表示，然后采用Max-L1的融合方式，完成低频稀疏系数融合，获取图像低频融合部分；针对高频部分，将高频成份转换到ICA域并进行高频稀疏系数融合，获取图像高频融合部分；通过NSCT逆变换，获取最终融合图像。

2.根据权利要求1所述的大视场红外微光自然感彩色融合系统，其特征在于：所述大视场红外视觉模块和大视场微光视觉模块其视场重合区域达到自身视场的90％以上。

3.根据权利要求1所述的大视场红外微光自然感彩色融合系统，其特征在于：所述大视场红外视觉模块由大视场红外镜头、红外探测器和第一图像采集卡组成；所述大视场红外镜头安装于信号处理集成箱前侧；所述大视场微光视觉模块由大视场微光镜头、微光探测器和第二图像采集卡组成；所述大视场微光镜头安装于信号处理集成箱前侧；所述大视场红外镜头位于大视场微光镜头上方。

4.根据权利要求1所述的大视场红外微光自然感彩色融合系统，其特征在于：所述图像采集单元通过大视场红外镜头获取红外场景信息，并经红外探测器和第一图像采集卡将图像信号传输到图像预处理单元；同时通过大视场微光镜头获取微光波段场景信息，并经微光探测器和第二图像采集卡将图像信号传输到图像预处理单元。

5.根据权利要求3或4所述的大视场红外微光自然感彩色融合系统，其特征在于：所述大视场红外镜头和大视场微光镜头其凝视视场角≥100°×75°，响应波段分别为3～14μm、0.38～0.78μm。

6.根据权利要求1所述的大视场红外微光自然感彩色融合系统，其特征在于：所述图像预处理单元其利用中值滤波和自适应增强方法提高图像信噪比，抑制两路图像信号中的噪声，增强场景和目标有效信息。

7.根据权利要求1所述的大视场红外微光自然感彩色融合系统，其特征在于：所述色彩传递单元其利用建立的自然感彩色数据库，对灰度级融合图像中的不同场景及其重点目标进行色彩传递。