一種可見光圖像與紅外圖像融合處理系統(tǒng)及融合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種可見光圖像與紅外圖圖像融合處理系統(tǒng)及融合方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域中，各種圖像傳感器的成像原理存在差異，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換功能的核心器件響應(yīng)波長(zhǎng)范圍不同，單一的圖像傳感器不能滿足各種成像需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)單一圖像傳感器成像的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種可見光圖像與紅外圖像融合處理系統(tǒng)及融合方法，滿足不同情況下對(duì)不同傳感器成像的需求差別，對(duì)細(xì)節(jié)圖像進(jìn)行去噪濾波，并篩選最值，再增強(qiáng)處理，本發(fā)明解決了傳統(tǒng)融合系統(tǒng)的細(xì)節(jié)不足和噪聲較大的問題。本發(fā)明可根據(jù)需求調(diào)整可見光圖像與紅外圖像的融合比例，并對(duì)圖像細(xì)節(jié)進(jìn)行增強(qiáng)，提高融合圖像的細(xì)節(jié)信息。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005]1、一種可見光圖像與紅外圖像融合處理系統(tǒng)，包含圖像采集模塊、圖像融合模塊、圖像顯示模塊；其特征在于:圖像融合模塊分別與圖像采集模塊及圖像顯示模塊相連；
[0006]所述圖像采集模塊包括紅外圖像采集裝置和可見光圖像采集裝置，所述圖像融合模塊對(duì)紅外圖像和可見光圖像進(jìn)行融合處理，獲得融合結(jié)果；所述圖像顯示模塊將融合圖像傳送至顯示設(shè)備顯示。
[0007]所述紅外圖像采集裝置和可見光圖像采集裝置的鏡頭安裝在相同位置，鏡頭光軸同方向且平行；紅外圖像采集裝置和可見光圖像采集裝置輸出的視頻圖像需要幀同步輸出，并根據(jù)分辨率對(duì)視場(chǎng)角范圍進(jìn)行配準(zhǔn)，使圖像場(chǎng)景區(qū)域相同；配準(zhǔn)圖像的區(qū)域選擇預(yù)先設(shè)定選取區(qū)域，避免使用復(fù)雜運(yùn)算實(shí)現(xiàn)圖像配準(zhǔn)。
[0008]利用一種可見光圖像與紅外圖像融合處理系統(tǒng)的融合方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行:
[0009]步驟1:將選取的可見光圖像目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行格式變換，將彩色圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榛叶葓D像或只選擇彩色圖像的亮度分量圖像；
[0010]步驟2:將可見光的灰度圖像或亮度分量進(jìn)行低通濾波，得到可見光圖像低頻分量圖；然后用濾波前可見光灰度圖像與可見光低頻分量進(jìn)行差分運(yùn)算，獲得可見光高頻分量圖；
[0011]步驟3:對(duì)紅外圖像進(jìn)行低通濾波，得到紅外圖像低頻分量圖；然后用濾波前紅外灰度圖像與紅外圖像低頻分量圖進(jìn)行差分運(yùn)算，得到紅外圖像高頻分量圖；
[0012]步驟4:用查表法實(shí)現(xiàn)紅外圖像低頻分量的偽彩色增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，并提取偽彩色圖像中的亮度分量
[0013]步驟5:融合低頻分量圖，即對(duì)紅外圖像低頻的亮度分量與可見光灰度圖像的低頻分量進(jìn)行加權(quán)求和，每個(gè)像素的權(quán)重和均為I ;
[0014]為了保持人眼關(guān)注目標(biāo)不受影響，融合時(shí)根據(jù)場(chǎng)景信息自適應(yīng)計(jì)算每個(gè)像素的權(quán)重值，符合以下原則，原則一:紅外圖像低頻圖像的亮度分量圖的取值范圍是[0，255];可見光圖像低頻分量的取值范圍也是[0，255];原則二:當(dāng)關(guān)注場(chǎng)景以紅外圖像為主時(shí)，如果紅外低頻圖像的亮度分量圖的灰度值大于可見光圖像低頻分量圖的灰度值，紅外圖像像素點(diǎn)的權(quán)重值取值為I ;否則根據(jù)外部輸入?yún)?shù)取值；原則三:當(dāng)關(guān)注場(chǎng)景以可見光圖像為主時(shí)，如果紅外低頻圖像的亮度分量圖的灰度值大于可見光圖像低頻分量的灰度值，紅外圖像的權(quán)重根據(jù)外部輸入?yún)?shù)取值，否則紅外圖像權(quán)重取值為O ;原則四:無論關(guān)注場(chǎng)景是紅外還是可見光，二者權(quán)重和始終是I。
[0015]步驟6:增強(qiáng)高頻分量圖，即用控制參數(shù)調(diào)節(jié)紅外圖像高頻分量圖和可見光高頻分量圖的增強(qiáng)程度；
[0016]步驟7:將增強(qiáng)后的紅外圖像高頻分量圖和可見光高頻分量圖像一起疊加到步驟5中得到融合低頻分量圖像上，得到融合亮度分量圖像；
[0017]步驟8:用融合亮度分量圖像替代紅外偽彩色圖像中的亮度分量，得到最終的融合結(jié)果圖像。
[0018]所述步驟6具體按以下步驟進(jìn)行:
[0019]步驟6.1:為了減弱細(xì)節(jié)圖像的噪聲，對(duì)細(xì)節(jié)圖像進(jìn)行增強(qiáng)之前，需要先對(duì)高頻圖像進(jìn)行雙邊濾波，去除噪聲；
[0020]步驟6.2:比較紅外圖像細(xì)節(jié)與可見光圖像細(xì)節(jié)的取值，當(dāng)細(xì)節(jié)圖像像素值均為正數(shù)時(shí)，取兩者中的最大值作為細(xì)節(jié)值；當(dāng)細(xì)節(jié)圖像的像素值均為負(fù)數(shù)時(shí)，取兩者中最小值作為細(xì)節(jié)值，得到一幅新的細(xì)節(jié)圖像；
[0021]步驟6.3:用外部增強(qiáng)參數(shù)對(duì)細(xì)節(jié)圖像進(jìn)行增強(qiáng)得到增強(qiáng)后的高頻分量圖。
[0022]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明可根據(jù)關(guān)注需求調(diào)整可見光圖像與紅外圖像的融合比例，并對(duì)圖像細(xì)節(jié)進(jìn)行濾波和比較，再進(jìn)行增強(qiáng)，提高融合圖像的細(xì)節(jié)信息，避免了噪聲的干擾。通過外部參數(shù)調(diào)整可以靈活控制可見光和紅外圖像的融合權(quán)重，細(xì)節(jié)增強(qiáng)程度，滿足多類顯示需求。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明的圖像融合方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明包含圖像采集模塊、圖像融合模塊、圖像顯示模塊；其特征在于:圖像融合模塊分別與圖像采集模塊及圖像顯示模塊相連；所述圖像采集模塊包括紅外圖像采集裝置和可見光圖像采集裝置，所述圖像融合模塊對(duì)紅外圖像和可見光圖像進(jìn)行融合處理，獲得融合結(jié)果；所述圖像顯示模塊將融合圖像傳送至顯示設(shè)備顯示。
[0027]圖像采集模塊分為紅外圖像采集裝置與可見光圖像采集裝置兩部分，兩者的鏡頭必須安裝在相同位置，鏡頭光軸同方向且平行；不同圖像采集裝置輸出的視頻圖像需要幀同步輸出，并根據(jù)分辨率對(duì)視場(chǎng)角范圍進(jìn)行配準(zhǔn)，使圖像場(chǎng)景區(qū)域相同；配準(zhǔn)圖像的區(qū)域選取可以選擇預(yù)先設(shè)定選取區(qū)域的方法，避免使用復(fù)雜運(yùn)算實(shí)現(xiàn)圖像配準(zhǔn)。圖像采集模塊將采集紅外圖像數(shù)據(jù)和可見光圖像數(shù)據(jù)傳送給圖像融合處理模塊。
[0028]圖像融合模塊是通過軟件運(yùn)算將選取的紅外和可見光圖像的感興趣區(qū)域進(jìn)行圖像融合，具體實(shí)現(xiàn)流程如圖2所示，詳細(xì)步驟如下:
[0029]步驟