一种多波段红外图像联合配准和融合方法

多波段红外图像配准和融合是得到更高质量夜视图像的关键步骤。过去,这两种方法被定义为两个独立的图像处理过程。因此,在融合过程中忽略配准误差会严重影响最后的融合质量。为解决上述问题,该文提出一种新的迭代优化方法,该方法通过寻找最优配准参数来获得最佳的融合性能,采用基于人眼感兴趣区域的清晰度指标作为融合质量评价函数来完善配准过程,采用模拟退火法解决联合优化问题。实验结果表明,针对夜视领域的多波段红外图像,该方法在配准精度、融合质量以及稳定性上明显优于常用的配准和融合算法。     

弱环境辐射下中短波双波段红外图像融合方法

本文介绍了一种用于弱环境辐射下红外中、短波双波段的红外图像融合方法。该方法先采用单尺度Retinex(SingleScaleRetinex,SSR)方法处理短波图像,分别对处理后的短波图像和中波图像采用均值滤波和双边滤波得到细节层和背景层,再利用基于SpectralResidual(SR)显著性和引导滤波的权重映射,对短波图像和中波图像的细节层和背景层进行加权融合,得到融合图像。经过实验仿真,并与基于小波、拉普拉斯金字塔的多种算法做了比较,该方法在各场景下的主观与客观评价均表现良好。     

基于显著性检测的不同视角下红外与可见光图像融合

融合红外图像的热源目标和可见光图像的清晰背景可以实现低照度条件下与场景关联的异常行为识别。现有以特征匹配为主的融合方法,受监控场景下可见光与红外成像的尺度、视角、目标特性等差异影响,配准及融合效率及准确性受限。针对该问题,本文提出了基于显著性检测的不同视角下红外与可见光图像融合方法。通过预设热敏感目标,计算可见光与红外的视场转换模型,预先配准红外与可见光视场。使用Mask R-CNN网络提取红外图像中的行人目标显著性区域,根据视场转换模型点将每个目标区域与可见光图像局部融合。最后,通过违规入侵行为辨识为目标进行实验验证。实验表明,论文提出的融合方法能够有效地将红外图像的热敏目标信息与可见光的场景进行融合,可以准确地判断是否发生违规入侵行为。     

红外与可见光图像配准和融合中的关键技术

针对可见光与红外图像的特点和难点,提出了可见光与红外图像配准与融合中的关键技术,即:使用新型的基于一维最大类间方差和最大连通性测量的图像分割方法对源图像进行分割来更好地实行图像粗配准;使用新型的特征点提取方法,特征点的匹配及误匹配的消除来更好地实行图像精配准;采用新型的基于区域的树状小波活性测度计算来实现树状小波图像融合;利用自生成神经网络来实现模糊图像融合.     

融合显性和隐性度量的多模图像配准算法

为解决基于隐性度量的图像配准算法初始配准误差大容易引起失配的问题,本文提出了一种融合显性度量和隐性度量的多模图像分层配准算法。首先采用金字塔分解算法得到低分辨率待配准图像。然后在每一层金字塔图像中,先采用互信息作为显性度量,利用粒子群算法获得初始的配准参数;以此作为初始值,采用基于隐性度量的配准算法,利用融合粒子群和鲍威尔搜索法的优化算法获取更准确的配准参数。基于低分辨率图像计算得到配准参数后,先对高分辨率待配准图像进行变换,然后利用提出的上述算法进行参数优化,根据每层得到的配准参数计算最终的配准参数。最后,采用可见光与红外图像、多波段SAR图像进行了配准实验。实验结果表明,提出的算法适用于多模图像配准,能够减小配准误差,具有一定的适用性。      

多传感器图像融合系统设计

为了实时获取场景的全面信息,本文采用图像融合技术,提出了基于FPGA的电视、红外、微光电视三路图像融合硬件实时系统设计方案,解决了成像光路、图像配准、处理系统及融合算法等关键技术,强化了图像中的有用信息,增强光谱信息含量。所设计的实时硬件系统平台可较为全面的输出场景图像信息。     

简易分时型长波红外偏振成像系统研究

为了开展红外偏振成像技术研究工作,本文设计搭建了一个长波红外偏振成像系统,实现了目标分时成像。提出了一种改进的基于单像元非均匀性差分图像校正方法去除冷反射,基于Sobel边缘检测方法对图像进行配准,并对目标场景的偏振特性进行了分析。结果表明,设计搭建的系统能够获取目标场景的红外偏振信息,预处理后的图像能够满足实验需要,经过Stokes矢量方法得到的目标场景偏振图像边缘轮廓与细节信息更加丰富。为了进一步衡量实验系统的性能,对强度图像和偏振度图像进行了融合,融合后的图像与红外强度图像相比,图像评估质量得到明显提升,验证了实验系统的可行性。该技术在未来的复杂环境下提高目标探测效率具有应用价值。     

红外与微光图像开窗配准融合处理方法

为解决图像实时融合以及红外与微光图像视场大小不一致等问题,提出一种基于仿射变换的红外与微光图像开窗配准融合处理方法。首先以大视场微光图像为背景,对图像中人眼感兴趣的目标区域信息进行开窗,窗口的大小由系统硬件速度和配准融合算法的运算量决定,然后在相同的目标窗口区域,通过双线性插值和仿射变换建立一种红外与微光图像各个像素点的对应匹配关系来完成窗口图像的快速配准与融合,实验对开窗融合结果进行了分析与评价。结果表明,该方法在满足人眼观察需求的条件下既减小图像融合处理数据,又保留了重要的细节融合信息,有效地提高了图像融合的实时性,对兼顾硬件速度与实时性要求的图像融合系统具有较高的应用价值。     

红外与可见光图像实时配准融合系统

描述了一个自主研制的基于实时分布式多处理机的图像配准和融合系统的设计与实现方案。本系统是具有并行计算机体系结构的通用高速实时图像融合处理系统,选择VxWorks实时操作系统和VEM64x总线的软硬件平台,采用AD公司新型的TS101DSP处理器为核心,多DSP处理器分布并行进行处理,完成多源图像实时高速配准和融合需要进行的大量运算,CPLD芯片完成了采集控制以及多传感器视频同步。由于采用了基于高性能DSP的实时嵌入式系统和通用标准化总线结构设计,该系统可以灵活地应用多种配准和融合算法来实现可见光和红外双通道数字图像的高速实时融合处理,比较好地解决多尺度图像配准融合算法的大数据量计算处理与系统实时性要求之间的矛盾,为多传感器实时图像配准融合处理系统的研制奠定了良好的技术基础。     

图像融合中的图像配准方法研究

图像配准是对取自不同时间、不同传感器或不同视角的同一场景的两幅图像或者多幅图像匹配的过程。快速准确地实现配准是图像融合的前提,为此提出了基本相似性测度算法的模板匹配方法。对像素相关性小的红外和可见光图像,提出了基于sobel 快速边缘检测的模板匹配方法。     

红外搜索跟踪系统中实时图像配准的研究和实现

为实现在红外探测器运动的条件下地面弱小目标的快速搜索与跟踪,提出了一种基于相位相关法配准和角点法配准相结合的红外图像配准方法实现对红外图像的运动补偿。根据相位相关法配准和角点法配准的特点,首先利用相位相关法对运动中的红外图像进行粗配准,然后利用相位相关法配准的结果作为角点法配准的先验信息实现图像的高精度配准。实验结果表明该算法能够在不降低配准精度的条件下,实时地为红外搜索跟踪系统提供红外图像的位移信息,有效地提高了红外搜索跟踪系统对弱小目标的检测率和检测精度。     

基于红外运动目标分割的夜视融合系统设计

为了提高夜视系统的质量以及目标探测性能, 设计了红外视频运动目标与可见光融合夜视侦察系统。系统在硬件处理平台上实现了基于人眼视觉的红外运动目标分割算法和基于目标特性的加权融合算法, 采用红外运动目标分割电路和融合处理电路互联的结构, 首先利用FPGA为核心的红外目标分割电路提取红外视频中的运动目标, 然后将只有红外运动目标的视频输入后端DSP融合处理电路中进行融合处理, 最后从系统中输出一系列目标形态突出、背景细节清晰的融合序列。实验结果表明: 该系统可以提高夜视融合系统目标探测性能和探测概率, 融合结果的各项评价指标提高了90%以上, 有的评价指标甚至提高了7倍以上, 可以很大程度地降低系统的虚警率。     

基于边缘和互信息法的红外图像配准

用红外图像配准技术对多帧图像进行配准,不仅可以实现平台防抖等电子稳像功能,而且还可以通过对配准后的图像进行多帧累加来积累目标能量,增强图像的性噪比,从而为红外图像弱小目标识别提供帮助。将传统的单纯基于图像整体灰度和基于图像结构特征的配准方法相结合,利用边缘检测得到边缘图像,然后以交互方差为配准测度,以向下加速度法为寻优算法进行图像配准。     

一种简易的激光雷达点云与光学影像自动配准方法

将激光雷达点云与光学影像进行配准融合,在数字城市建模、自动驾驶和导航避障等方面有重要的应用价值。当前多数自动配准方法需要专门设计特殊的场景结构,操作复杂。根据激光雷达对玻璃具有穿透的特性,提出利用透明的门窗等室内建筑物场景来实现对激光雷达点云与光学影像的自动配准。首先,将激光点云量化为图像,提取光学影像与量化图像的门窗角点特征,并利用相关系数法实现特征点的自动匹配;然后,对激光雷达与相机之间的配准转换参数进行求解;最后,对两种数据进行配准融合。实验结果表明:利用室内门窗这种规则的半透明场景,可以轻松实现激光点云与光学影像的自动化配准,简单实用,操作性强。     

激光/毫米波双模融合近炸探测目标检测技术

针对引信系统存在的复杂背景和强对抗环境适应性问题,以新一代反舰导弹海面目标方位识别和抗干扰为应用背景,提出了一种激光与毫米波融合的近程探测方法。首先从激光、毫米波在引信上的应用现状出发,介绍了单模探测体制的不足。针对该不足,提出了基于激光与毫米波的复合探测方案,研究了探测系统构成、动态场景下脉冲激光精确时刻鉴别算法和融合检测方法。该方法实现了复杂场景下激光探测性能的一致性、稳定性,通过将激光探测获得的距离信息引入到毫米波目标检测算法中,有效提高了目标检测算法的效率和可靠性。通过理论仿真分析,结果表明,文中的方法能够弥补单一探测体制在抗干扰方面的不足,有效提高目标探测的效率和可靠性,可为后续近炸引信抗干扰系统的设计提供参考。     

无线通信的远程监控系统设计

随着移动通信技术的快速发展,具有远程无线控制功能的监控系统得到广泛应用。设计了一种基于GPRS通信网络的远程监控系统,详细介绍了系统的硬件结构及软件设计。该系统采用单片机通过串口连接GPRS通信模块和图像捕获模块,并扩展红外探测模块,在接收到来自于远程控制中心或红外模块探测的控制指令后启动图像捕获模块,并将所拍摄的图像自动传至指定手机,实现对现场的实时监控。该系统成本低廉,稳定性好,是一种高性价比的远程监控解决方案。     

基于红外上转换原理的短波红外阵列探测器研究

提出了一种由基于红外上转换原理的短波红外阵列探测器设计方案,即利用电子俘获材料薄膜与普通CCD摄像机耦合组成复合式短波红外阵列探测器,通过电子俘获材料的波长转换功能,间接实现对短波红外激光的探测.分析和研究了复合式探测器的薄膜制备、泵浦光源设计、滤光装置设计、耦合方式设计及图像处理系统等关键技术问题,并对样机进行了短波红外激光探测实验.结果表明,复合式探测器在对1060 nm、1310 nm、1550 nm等短波红外波长激光的探测上均有良好表现.