紅外與可見光圖像融合的研究.pdf

1、紅外圖像與可見光圖像融合是圖像融合領(lǐng)域一個(gè)重要的分支，因其在軍事領(lǐng)域應(yīng)用廣泛而受到國內(nèi)外各種研究機(jī)構(gòu)的重視，并得到了很快的發(fā)展。紅外傳感器和可見光傳感器的成像原理不同，使得所成的圖像信息具有互補(bǔ)性。紅外成像主要決定于景物的發(fā)射率和溫度分布，其灰度波動(dòng)來源于大背景輻射中的景物各個(gè)部分的輻射變化，能克服部分視覺上的障礙而探測(cè)到目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)晝夜24小時(shí)全天候的工作；但是紅外圖像空間分辨率較低，視覺效果往往不如可見光圖像。相對(duì)的可見光傳感器惡劣的

2、天氣條件下對(duì)大氣的穿透成像能力較差，在夜間的成像能力尤其差。所以，通過紅外與可見光圖像的融合可以充分利用兩者的互補(bǔ)信息，獲得場(chǎng)景中更加詳細(xì)準(zhǔn)確的信息，使我們能更準(zhǔn)確的判斷熱源的位置，以達(dá)到識(shí)別偽裝、夜視等目的，在軍事作戰(zhàn)、電子產(chǎn)品檢測(cè)、資源探測(cè)等眾多領(lǐng)域中都有廣泛的實(shí)用價(jià)值。
　　 本課題研究的主要目的是要找到一種適合于紅外圖像與可見光圖像融合的方法，以充分利用紅外圖像與可見光圖像中的互補(bǔ)信息，使得融合得到的圖像，紅外熱目標(biāo)突出

3、，背景清晰。本文在對(duì)圖像融合基礎(chǔ)理論進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合紅外圖像和可見光圖像各自的成像特點(diǎn)，提出了一種基于互補(bǔ)信息的紅外可見光圖像融合方法。整個(gè)融合過程主要包括以下三個(gè)部分：
　　 ①紅外熱目標(biāo)的提取。利用紅外圖像中熱目標(biāo)區(qū)域的亮度通常高于非目標(biāo)區(qū)域的特點(diǎn)，提出了一種基于邊緣檢測(cè)和區(qū)域生長(zhǎng)相結(jié)合的紅外圖像熱目標(biāo)提取方法。先對(duì)待分割紅外圖像進(jìn)行邊緣提取，計(jì)算該像素點(diǎn)集的平均灰度作為生長(zhǎng)的其中一個(gè)灰度閾值條件，對(duì)待分割圖像進(jìn)行區(qū)域

4、生長(zhǎng)分割，得到紅外熱目標(biāo)區(qū)域，為一次融合做準(zhǔn)備。
　　 ②紅外熱目標(biāo)區(qū)域與可見光圖像的一次融合。針對(duì)目前大部分關(guān)于圖像融合的研究都集中在像素級(jí)上，而沒有考慮到空間特征不同的各個(gè)區(qū)域固有的特性，使得融合效果不勝理想的問題，提出了一種介于像素級(jí)與特征級(jí)之間的融合方法，利用紅外目標(biāo)提取的結(jié)果作為融合決策的依據(jù)，將紅外圖像中重要的目標(biāo)信息加入到可見光圖像中。
　　 ③一次融合的結(jié)果與兩幅原始圖像的二次融合。為了充分加入兩幅原圖像

5、的原始信息，避免因紅外圖像分割中可能出現(xiàn)的一些分割錯(cuò)誤而引起的一次融合中重要信息的丟失，提出了基于提升小波的二次融合方法，將一次融合的結(jié)果作為又一圖像源，與兩幅原始圖像進(jìn)行融合。先將三幅源圖像通過提升小波分解得到各自的低頻分量和高頻分量，然后對(duì)低頻部分和高頻部分分別采用不同和融合規(guī)則進(jìn)行融合，得到融合圖像的低頻和高頻部分，最后進(jìn)行提升小波重構(gòu)，得到二次融合結(jié)果。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的融合方法得到的融合圖像紅外熱目標(biāo)突出