紅外與可見(jiàn)光的圖像融合系統(tǒng)及應(yīng)用研究.pdf

1、紅外與可見(jiàn)光圖像融合技術(shù)能夠提取不同波段圖像的特征，增強(qiáng)人們?cè)谔綔y(cè)或者檢測(cè)領(lǐng)域?qū)D像的認(rèn)知和理解能力。因此，在軍用和民用領(lǐng)域該技術(shù)都受到了廣泛關(guān)注。
　　 本文以研制紅外與可見(jiàn)光的圖像融合系統(tǒng)為核心，對(duì)紅外與可見(jiàn)光成像原理，圖像融合算法，融合系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及融合系統(tǒng)應(yīng)用展開(kāi)了相關(guān)研究。
　　 首先，研究了融合系統(tǒng)前端探測(cè)器成像理論，針對(duì)原有的320×240非制冷紅外探測(cè)器分辨率較低的問(wèn)題，重新以UL03041型非制冷探測(cè)器為

2、成像原件，設(shè)計(jì)了具有384×288非制冷探測(cè)器驅(qū)動(dòng)電路。在FPGA中設(shè)計(jì)了具有自動(dòng)增益的紅外增強(qiáng)算法，解決了紅外圖像非均勻校正后對(duì)比度低的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上完成系統(tǒng)軟硬件調(diào)試，為之后的融合系統(tǒng)提供良好的紅外成像平臺(tái)。
　　 其次，針對(duì)常見(jiàn)的圖像融合算法，融合后信息量過(guò)大，影響人眼對(duì)目標(biāo)或者背景觀察的缺點(diǎn)，提出了一種新的紅外與可見(jiàn)光圖像融合算法。算法的核心思想是利用人眼視野的特征，以高分辨率的可見(jiàn)光圖像信息為背景，以紅外圖像的熱敏感

3、信息為目標(biāo)，用改進(jìn)的形態(tài)學(xué)濾波對(duì)紅外圖像進(jìn)行預(yù)處理，除去紅外圖像中的冗余信息，將剩余的紅外目標(biāo)輪廓信息與可見(jiàn)光圖像進(jìn)行融合，并且利用人眼對(duì)紅色與綠色目標(biāo)較為敏感的特性進(jìn)行彩色融合。實(shí)驗(yàn)表明，本文算法有效可行，相對(duì)于常見(jiàn)的小波以及金字塔算法具有較少的運(yùn)行時(shí)間，在增強(qiáng)目標(biāo)的同時(shí)兼顧圖像背景等細(xì)節(jié)信息。
　　 然后，研制了具有紅外、微光與可見(jiàn)光CCD的多源圖像融合系統(tǒng)。采用平行光軸的雙目成像原理設(shè)計(jì)了系統(tǒng)成像前端，計(jì)算了不同視場(chǎng)圖像的

4、成像視差和仿射變換需要的參數(shù)，采用雙線性內(nèi)插算法縮減了不同圖像的差異，通過(guò)硬件查找表實(shí)現(xiàn)快速圖像實(shí)時(shí)配準(zhǔn)。系統(tǒng)通過(guò)光纖連接成像前端與后端操控顯示部分，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離圖像融合控制。系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩種工作模式:白天紅外與可見(jiàn)光CCD圖像融合;夜晚紅外與微光圖像融合。并利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的實(shí)用性。
　　 最后，針對(duì)融合系統(tǒng)在實(shí)際中的應(yīng)用，以典型目標(biāo)飛行彈丸為例，研究了可見(jiàn)光CCD與紅外對(duì)彈丸的探測(cè)距離，針對(duì)目標(biāo)在飛行過(guò)程中的表面溫度變化，建立融