基于非下采样轮廓波变换与引导滤波器的红外及可见光图像融合

为克服传统融合方法对灰度相关性较弱的红外与可见光图像融合存在的不足,提出一种基于 非下采样轮廓波变换（NSCT）与引导滤波器的融合方法。利用NSCT对源图像进行多尺度多方向分解,分离出包含在不同频带内的特征信息,得到一个低频近似图像和多个高频方向细节图像;局域窗口加权平均能量和改进拉普拉斯能量分别作为低频近似图像的活性测度,构造显著特征图对近似图像进行加权平均,以解决能量保持和细节提取两个关键问题;在方向细节图像中,基于活性测度取大规则获得决策映射图,将源图像作为引导图、决策映射图作为输入图像进行引导滤波,得到权重分配图,对方向细节图像进行加权平均,降低噪声的敏感度。对融合后的近似图像和方向细节图像进行NSCT逆变换,得到最后的融合图像。采用多组红外与可见光图像进行融合实验,并对融合结果进行客观评价。实验结果表明,该融合方法在主观和客观评价上均优于已有文献的一些典型融合方法,如基于两尺度分解的引导滤波融合方法、NSCT域内稀疏表示融合方法、基于像素显著性的交叉双边滤波融合方法、基于深度学习的卷积神经网络融合方法、基于显著性检测的双尺度融合方法,可获得更好的融合效果。     

焦深延拓的透雾连续变焦光学系统设计

针对目前雾霾天气搜寻-跟踪的成像需求,同时出于降低光学系统加工装调难度、减弱热效应对像质影响的考虑,设计了一款加入波前编码技术的大焦深、大靶面、连续变焦、近红外光学系统。利用光学设计软件,通过在系统孔径光阑处放置立方位相编码板并优化位相板参数,获得系统变焦范围内任意焦距处的最大拓展焦深,分析了不同焦距处系统的焦深延拓倍率。该系统工作波段为1.20~1.67 μm,具有良好的透雾性能,焦距为18~90 mm,探测器靶面为全画幅,搜索视场较大,有利于发现目标;在不同变焦位置,短焦端焦深最大为传统系统的6.43倍,长焦端焦深最大为传统系统的3.21倍,大大改善连续变焦系统对像面定位精度的敏感性,从而使该系统不仅具有优良像质,也使设计、加工、装调要求更加宽松,并有利于消除热效应的影响。