一種可見光圖像與紅外圖像融合處理系統及融合方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于數字圖像處理領域，具體涉及一種可見光圖像與紅外圖圖像融合處理系統及融合方法。
【背景技術】
[0002]在數字圖像處理領域中，各種圖像傳感器的成像原理存在差異，實現光電轉換功能的核心器件響應波長范圍不同，單一的圖像傳感器不能滿足各種成像需求。

【發明內容】

[0003]針對單一圖像傳感器成像的不足，本發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及融合方法，滿足不同情況下對不同傳感器成像的需求差別，對細節圖像進行去噪濾波，并篩選最值，再增強處理，本發明解決了傳統融合系統的細節不足和噪聲較大的問題。本發明可根據需求調整可見光圖像與紅外圖像的融合比例，并對圖像細節進行增強，提高融合圖像的細節信息。
[0004]本發明的技術方案為:
[0005]1、一種可見光圖像與紅外圖像融合處理系統，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紅外圖像和可見光圖像進行融合處理，獲得融合結果；所述圖像顯示模塊將融合圖像傳送至顯示設備顯示。
[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，并根據分辨率對視場角范圍進行配準，使圖像場景區域相同；配準圖像的區域選擇預先設定選取區域，避免使用復雜運算實現圖像配準。
[0008]利用一種可見光圖像與紅外圖像融合處理系統的融合方法，其特征在于按以下步驟進行:
[0009]步驟1:將選取的可見光圖像目標區域進行格式變換，將彩色圖像轉變為灰度圖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行差分運算，獲得可見光高頻分量圖；
[0011]步驟3:對紅外圖像進行低通濾波，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行差分運算，得到紅外圖像高頻分量圖；
[0012]步驟4:用查表法實現紅外圖像低頻分量的偽彩色增強現實，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行加權求和，每個像素的權重和均為I ;
[0014]為了保持人眼關注目標不受影響，融合時根據場景信息自適應計算每個像素的權重值，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:當關注場景以紅外圖像為主時，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，紅外圖像像素點的權重值取值為I ;否則根據外部輸入參數取值；原則三:當關注場景以可見光圖像為主時，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，紅外圖像的權重根據外部輸入參數取值，否則紅外圖像權重取值為O ;原則四:無論關注場景是紅外還是可見光，二者權重和始終是I。
[0015]步驟6:增強高頻分量圖，即用控制參數調節紅外圖像高頻分量圖和可見光高頻分量圖的增強程度；
[0016]步驟7:將增強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，得到最終的融合結果圖像。
[0018]所述步驟6具體按以下步驟進行:
[0019]步驟6.1:為了減弱細節圖像的噪聲，對細節圖像進行增強之前，需要先對高頻圖像進行雙邊濾波，去除噪聲；
[0020]步驟6.2:比較紅外圖像細節與可見光圖像細節的取值，當細節圖像像素值均為正數時，取兩者中的最大值作為細節值；當細節圖像的像素值均為負數時，取兩者中最小值作為細節值，得到一幅新的細節圖像；
[0021]步驟6.3:用外部增強參數對細節圖像進行增強得到增強后的高頻分量圖。
[0022]本發明的有益效果:本發明可根據關注需求調整可見光圖像與紅外圖像的融合比例，并對圖像細節進行濾波和比較，再進行增強，提高融合圖像的細節信息，避免了噪聲的干擾。通過外部參數調整可以靈活控制可見光和紅外圖像的融合權重，細節增強程度，滿足多類顯示需求。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明系統的示意圖。
[0024]圖2為本發明的圖像融合方法流程圖。
【具體實施方式】
[0025]結合附圖對本發明作進一步的描述。
[0026]如圖1所示，本發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紅外圖像和可見光圖像進行融合處理，獲得融合結果；所述圖像顯示模塊將融合圖像傳送至顯示設備顯示。
[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，并根據分辨率對視場角范圍進行配準，使圖像場景區域相同；配準圖像的區域選取可以選擇預先設定選取區域的方法，避免使用復雜運算實現圖像配準。圖像采集模塊將采集紅外圖像數據和可見光圖像數據傳送給圖像融合處理模塊。
[0028]圖像融合模塊是通過軟件運算將選取的紅外和可見光圖像的感興趣區域進行圖像融合，具體實現流程如圖2所示，詳細步驟如下:
[0029]步驟