[发明专利]一种紫外和可见光图像的距离自适应配准方法

权利要求书

1.一种紫外和可见光图像的距离自适应配准方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S01：构建紫外和可见光图像配准参数标定系统，在各个固定距离，使用紫外可见双光谱相机采集紫外和可见光待配准图像；

步骤S02：对待配准的紫外和可见光图像进行预处理，再通过轮廓检测和圆心检测得到各LED在图像上的坐标；

步骤S03：根据可见光LED的坐标计算出紫外LED在可见光图像上的坐标，使用RANSAC算法计算紫外和可见光配准的最优仿射变换矩阵；在步骤S03中，使用RANSAC算法计算最优仿射变换模型,所述RANSAC算法计算最优仿射变换模型的步骤为：

步骤S031：随机抽取X组不共线的对应特征点作为局内点，并以此拟合出仿射变换模型；

步骤S032：用得到的模型对其他数据进行测试，计算其他数据与模型的投影误差，若误差小于阈值，则将数据加入局内点，最后根据全部局内点计算模型的代价函数，如式(2)所示：

其中(x,y)为紫外图像上特征点的位置，(x′,y′)为可见光图像上其对应特征点的位置；

步骤S033：重复前两步的运算，如果得到的新模型的局内点数多于旧模型，或局内点数相等且代价函数值小于旧模型，则用当前模型替代旧模型；

步骤S034：重复进行多次迭代，得到的最终模型即为最优变换模型；

步骤S04：构建电力设备现场实时图像配准系统，在电力设备放电检测现场采集放电信号的紫外和可见光图像，并用激光测距仪记录相机到电力设备的拍摄距离；

步骤S05：根据拍摄距离选取对应的仿射变换矩阵，完成紫外和可见光图像的配准、融合和显示；

所述紫外和可见光LED标定板使用了黑色背景板和N行M列LED，其中奇数行为可见光LED，对应的偶数行为紫外LED；使所有LED之间的横向和纵向间距都相等，记间距值为l，紫外LED位于其上下两行对应位置的两个可见光LED连线的中点，故可以根据可见光图像上两个对应的可见光LED的坐标，计算出位于两者中点的紫外LED的坐标，从而得到紫外图像与可见光图像上相匹配的特征点对。

2.根据权利要求1所述的一种紫外和可见光图像的距离自适应配准方法，其特征在于：在步骤S01中，构建的紫外和可见光图像配准参数标定系统包括供电系统、紫外和可见光LED标定板、紫外可见双光谱相机和激光测距仪传感器。

3.根据权利要求1所述的一种紫外和可见光图像的距离自适应配准方法，其特征在于：在步骤S05中，通过查表的方式得到对应的仿射变换矩阵，实现距离自适应的紫外和可见光图像配准，使用加权平均融合方法实现紫外和可见光图像融合。

4.根据权利要求1所述的一种紫外和可见光图像的距离自适应配准方法，其特征在于：使用加权平均方法实现紫外和可见光图像融合的步骤为：

步骤S051：当紫外图像上的像素点M(x,y)的灰度值大于阈值K₁时，表示这个像素点为目标点，则此时融合图像为M(x,y)；

步骤S052：当M(x,y)的灰度值小于阈值K₁时，对N(x,y)进行判断；

步骤S053：如N(x,y)的灰度值小于阈值K₂，则此时融合图像为N(x,y)；

步骤S054：如N(x,y)的灰度值大于阈值K₂，则此时融合图像为a₁’M(x，y)+a₂’N(x，y)，其中加权系数的选取需要人工进行调整，使融合的边缘效果较好，a₁’，a₂’分别表示紫外和可见光图像的权重系数。

5.根据权利要求1所述的一种紫外和可见光图像的距离自适应配准方法，其特征在于：所述X为5。