[发明专利]一种短波红外与可见光图像配准融合装置及方法

说明书

本发明公开了一种短波红外与可见光图像配准融合装置及方法，本发明将短波红外探测器与可见光探测器装配在同侧，通过角度可调机构进行链接，在其后侧装配水平校准仪，校准拍摄水平度；本装置可根据待测目标距离进行探测器方位角调整，并进行采集画面的粗重合配准。本装置后端配有2路图像输入、1路图像输出接口的FPGA模块，本发明独创的基于图像纹理信息与相位相关结合的图像配准算法驻留在此模块中，两路探测器同步将图像输入至该模块，通过算法软件对输入图像进行精配准从而完成图像融合处理。本发明可实现短波红外与可见光图像的实时采集及配准融合，操作简单，设备便携，适合雨、雾等复杂天气下的目标成像与探测。

技术领域

本发明涉及一种图像融合及图像处理技术领域，尤其涉及一种短波红外与可见光图像配准融合装置及方法。

背景技术

可见光图像在采样时，易受天气、环境等因素限制，如大雾天气，多云天气等，导致成像效果较差，或目标隐藏与遮挡物后侧。短波红外图像具有良好的透雾、透云等效果，在一些极端环境下仍具有一定探测能力。因此当前结合可见光成像与短波红外成像特点，融合图像特征是目标探测、图像增强领域的热门技术。

传统的可见光设备与短波红外设备独立性较大，采集的图像角度差异较大，难以量化，完全凭借算法进行配准融合难免出现误差，反而影响图像质量。其次，传统设备不方便携带，也无法实现实时的效果融合，只能够采集数据后导入电脑中进行融合处理，实现效果较为缓慢。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种短波红外与可见光图像配准融合装置及方法，首先解决传统采集设备独立性较大、不方便户外携带与使用的问题。其次解决可见光与红外传感器图像差异过大导致配准算法误差较大、实时性欠佳的问题。本发明能够独立实现短波红外图像与可见光图像同步采集，配准融合，实时输出。设备整体便携，操作简单，便于使用人员户外作业。

一种短波红外与可见光图像配准融合装置，包括依次设置的左端支撑座、FPGA图像处理模块和右端支撑座；其中可见光传感器和短波红外传感器位于同侧且左右、两端对称设置；其中所述左端支撑座与右端支撑座通过角度调节机构转动连接；左端支撑座上分别设有可见光镜头和可见光传感器；右端支撑座上分别设有短波红外镜头和短波红外传感器；水平仪位于装置中间且设置在所述FPGA图像处理模块的前端；可见光图像输入接口一端与可见光传感器连接，另一端与FPGA图像处理模块连接；短波红外图像输入接口一端与短波红外传感器连接，另一端与FPGA图像处理模块连接。

所述角度调节机构包括角度调节转轴和固定角度旋钮；通过角度调节转轴实现左右端支撑座的角度调节。

可见光传感器与短波红外传感器通过角度可转动装置连接，转轴调剂角度为90°～180°，中间有收紧固定角度旋钮。

一种短波红外与可见光图像配准融合方法，包括以下步骤：

S1：根据待测目标距离调整角度并收紧固定，完成图像采集初步配准；

S2：链接可见光传感器与FPGA图像处理模块，链接短波红外探测器与FPGA图像处理模块；

S3：对输入至FPGA的双路图像，结合内嵌的相位相关算法进行配准融合，计算两路图像间的变换矩阵；

S4：根据输出变换矩阵结果，对视频序列图像持续补偿配准；

S6：当拍摄场景发生变化时，重复S1至S4步骤。

S7：保存/输出短波红外与可见光配准融合图像。

进一步的，所述S3的相位相关配准算法包括以下子步骤：

S31：将输入图像基于边缘检测算子预处理，增强图像纹理信息；

S32：将S31所述预处理的两路图像作FFT变换至频率域；