[发明专利]一种红外微光图像融合系统、方法及电子设备

权利要求书

1.一种红外微光图像融合系统，其特征在于，包括：

红外图像采集模块：用于采集红外图像；

微光图像采集模块：用于采集微光图像；

视频数据转换模块：用于通过多通道视频解码芯片将所述红外图像和微光图像由模拟信号解码转换为数字信号，并将两路数字信号进行帧同步及帧缓存处理后，输出至FPGA处理模块；

FPGA处理模块：用于通过FPGA芯片对所述红外图像和微光图像进行预处理、图像配准以及图像融合操作后，输出融合后的彩色图像；

A/D转换模块：用于使用A/D转换芯片将所述彩色图像转换为VGA模拟信号，并通过显示模块进行显示；

其中，所述FPGA处理模块具体包括：

图像预处理单元：用于对所述红外图像和微光图像进行滤波处理；

图像配准单元：用于对滤波处理后的红外图像和微光图像进行光学配准、图像剪切和图像缩放操作；

图像配准单元对红外图像和微光图像进行光学配准、图像剪切和图像缩放操作具体包括：

采用双通道的平行光轴系统进行图像配准；假设红外镜头和微光镜头在水平方向和垂直方向上所能够接收的光线的仰角一致，据此计算出所采集的红外图像和微光图像的重叠部分所占的大小以及区域：

上述公式中，u为目标与物镜的距离，b为平行光轴中两物镜的距离，θ为水平镜头的水平视场角；

剪切所述红外图像和微光图像中的非共有部分，首先提取数据，对输入的数据进行计数，包括行数和列数，确定输入图像的剪切范围，判断每个输入数据是否在剪切范围内，当在剪切范围内时则将该数据输入帧缓存中，当该数据不在剪切范围内时则不对该数据进行处理，开始下一个数据的判断；

当两幅图像中剩下的均为共有部分时，对两幅图像进行缩放处理，所述对两幅图像进行缩放处理，由数据缓存单元、双线性插值运算单元和系数生成与逻辑控制单元共同实现；所述数据缓存单元采用两个FIFO进行数据的行缓存，采用乒乓操作进行数据的行缓存写入；在进行数据的插值运算时，由逻辑控制单元控制数据缓存单元的数据读入和写出，同时生成插值的参数，输入到双线性插值运算单元中，双线性插值运算单元对输入的两个行缓存数据线进行Y方向上的插值，当Y方向上进行两次插值后即可得到Y方向上插值的两个结果，再进行X方向上的插值，X方向上的插值进行一次即可获得插值的数据。

2.根据权利要求1所述的红外微光图像融合系统，其特征在于，所述FPGA处理模块还包括：

图像融合单元：用于采用MIT伪彩色图像融合算法对配准后的红外图像和微光图像进行融合处理，并输出融合后的彩色图像。

3.根据权利要求2所述的红外微光图像融合系统，其特征在于，所述图像融合单元采用MIT伪彩色图像融合算法对配准后的两幅图像进行融合处理具体为：通过6个卷积器、4个除法器、4个归一化进程以及一个延时输出单元实现MIT融合算法；通过同步提取的方式分别从红外图像帧缓存和微光图像帧缓存中进行图像的提取，提取的图像分别进入对应的卷积器中进行卷积，卷积结果输入到除法器中，最后由归一化进程进行归一化处理，使得结果的区间在0到256之间，使得图像得到增强；之后再输入红外图像和微光图像进行图像融合，最后将融合结果分别映射到RGB三个通道中，得到融合后的彩色图像。

4.根据权利要求1至3任一项所述的红外微光图像融合系统，其特征在于，还包括：

外部存储模块：包括图像处理过程中用于对实时图像进行缓存处理，并与FPGA芯片进行实时数据交互的存储芯片SDRAM芯片，以及用于存储FPGA配置信息的存储芯片FLASH芯片；

外部控制模块：用于通过按钮调节FPGA芯片的内部模式，控制输出不同模式信号。