[发明专利]多载荷光电跟踪测量设备高帧频图像配准与融合的方法

摘要

多载荷光电跟踪测量设备高帧频图像配准与融合的方法，属于光电跟踪测量技术领域中，涉及的一种高帧频可见光与红外图像配准与融合的方法。要解决的技术问题是：提供一种实现多载荷光电跟踪测量设备高帧频可见光与红外图像配准与融合的方法。解决的技术方案为在光学设计上，采用可见光和红外共光路设计，启动被调设备自身分系统，可见光传感器和红外传感器同时观测一个靶标，在监视器上成一个星点和记录三个星点，计算出两传感器之间的平移、旋转和缩放的量，标校后使图像配准，然后用直方图规定法和窗函数法对可见光图像和红外图像进行处理，使融合效果达到最佳。本方法简单，易于实现，成本低廉，可以满足高实时性的可见光与红外图像配准与融合。

主权项

1.多载荷光电跟踪测量设备高帧频图像配准与融合的方法，其特征在于由靶标(1)、共光路(2)、可见光传感器(3)、红外传感器(4)、图像监视器(5)组成多载荷光电跟踪测量设备高帧频图像配准与融合的工作系统，具体工作步骤如下：1)、启动多载荷光电跟踪测量设备系统中的测量设备；2)、在光学设计上，采用可见光和红外共光路(2)的方式；3)、将靶标(1)置于跟踪测量设备前方数十米处；4)、在图像监视器(5)上能够观察到星点，即通过可见光传感器(3)和红外传感器(4)观测靶标所成的像点；5)、微调靶标位置，通过图像监视器观察使星点在红外图像的十字丝中心(7)；6)、星点与可见光图像十字丝中心(6)存在水平方向偏差x与垂直方向偏差y，偏差在1至100像素之间；7)、当靶标转动三个不同的位置时，分别记录可见光图像观察到的三个星点(8)位置组成ΔABC和红外图像观察到的三个星点(9)位置组成ΔDEF；8)、ΔABC的面积S1、ΔDEF的面积S2的面积的比为缩放量k，即S2＝S1/k，将可见光图像缩小k倍；9)、经过缩放后，将可见光图像的水平方向偏差x与垂直方向偏差y分别缩小k倍后，进行平移，让ΔABC的顶点A与ΔDEF的顶点D对齐；10)、则ΔABC的边AB与ΔDEF的边DE之间的夹角a°为旋转角；11)、将可见光图像以A点为圆心旋转a°，可见光图像与红外图像已经配准；12)、图像融合时首先用加权平均法处理，其中(m，n)为融合图像的像素坐标值，r(m，n)为融合图像的像素灰度值，(m₁，n₁)为融合图像相对应的可见光图像的像素坐标值，k(m₁，n₁)为与融合图像相对应的可见光图像的像素灰度值，(m₂，n₂)为与融合图像相对应的红外图像的像素坐标值，h(m₂，n₂)为与融合图像相对应的红外图像的像素灰度值；13)、融合后会有明显的融合边缘，本发明用窗函数法对可见光图像K和红外图像H进行处理，使融合效果达到最佳，本发明采用的窗函数如下：x(i，j)＝exp(-(i-M/2)(j-N/2)/(2×a×a))，a＝min(M，N)，R(i，j)＝(1-x(i，j))×H(i，j)+x(i，j)×K(i，j)其中，(x，j)为图像某像素点的比例系数，M为水平像素大小，N为垂直像素大小，R为融合后的图像。