[發明專利]基于多特征的紅外輻射和偏振圖像的偽彩色融合方法

在審

• 申請號: 201811180835.4
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN109377468A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 冉駿;宋斌;陳蓉
• 申請（專利權）人: 湖南源信光電科技股份有限公司
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T7/90
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 董惠文

公開了一種基于多特征的紅外輻射和偏振圖像的偽彩色融合方法，涉及圖像處理技術領域。該方法首先進行基于紅外輻射和偏振圖像的RGB顏色映射；再將RGB空間轉換成YUV空間，提取亮度分量Y；再對紅外輻射和紅外偏振圖像進行多特征分離，獲得各自的亮、暗和細節特征；再采用特征匹配的方法融合兩圖像的亮、暗特征圖像以及采用模糊邏輯和特征差異驅動融合兩圖像細節特征；再將融合后的亮、暗和細節特征結果結合起來，并將結合的結果代替亮度分量Y，再進行YUV逆變換，得到最終的偽彩色融合結果。該方法可有效地提高紅外圖像的質量和提高了目標的可識別率，有效地增強了圖像信息，提高了圖像對比度和清晰度。

技術領域

本發明總體地屬于圖像處理技術領域，具體地涉及一種基于多特征的紅外輻射和偏振圖像的偽彩色融合方法。

背景技術

當今，隨著紅外成像探測技術在軍事、醫療、安防以及地球觀測等應用領域需求的大力發展，傳統的紅外探測技術在精度、復雜環境以及偽裝技術的升級下顯得有些力不從心。

紅外輻射圖像擅長描述熱目標的特征，但是圖像中目標與背景對比度低，畫面一般較暗，信噪比低，邊緣模糊，細節紋理較弱，灰度分布集中。然而紅外偏振信息是不同域輻射的另一種表征事物的信息，相同輻射的被測物體可能有不同的偏振度，紅外偏振圖像擅長描述物體表面粗糙度、紋理、邊緣等信息。同一場景的紅外偏振圖像和紅外輻射圖像之間存在冗余性和互補性，融合紅外偏振圖像和紅外輻射圖像融合后的圖像不僅包含一幅圖像特有目標信息，而且增強了二者皆有的信息，使得場景描述更加全面和精確，有利于觀察者對場景的理解與識別。但在背景和目標對比度低的情況下，目標仍然難識別，還可能給觀察者造成一些視覺錯誤；并且，某些只考慮單一差異特征的圖像融合算法不能對圖像中的所有不確定和隨機變化的圖像特征進行有效描述，導致在融合過程中損失一些有價值的信息，導致融合與識別的失敗。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提出基于多特征的紅外輻射和偏振圖像的偽彩色融合方法，實現紅外輻射圖像和偏振圖像的融合，使得場景信息更加全面，改善紅外圖像質量和提高目標的可識別率。

為實現上述目的，本發明技術方案為：一種基于多特征的紅外輻射和偏振圖像的偽彩色融合方法，包括以下步驟：

1、一種基于多特征的紅外輻射和偏振圖像的偽彩色融合方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、基于紅外輻射圖像和紅外偏振圖像的RGB顏色映射獲得一幅RGB圖像；

S2、將步驟S1獲得圖像的RGB空間轉化成YUV空間，并提取亮度分量Y；

S3、分別對原始的紅外輻射圖像和紅外偏振圖像的灰度圖像進行基于暗原色理論的多特征分離，分別獲得兩幅圖像的亮特征、暗特征和細節特征；

S4、采用基于局部區域能量特征的匹配方法融合步驟S3獲得的兩幅圖像相對應的亮特征；

S5、采用基于局部區域加權方差特征的匹配方法融合步驟S3獲得的兩幅圖像相對應的暗特征；

S6、利用模糊邏輯和特征差異驅動融合步驟S3獲得的紅外輻射圖像和紅外偏振圖像的細節特征；

S7、融合步驟S4、S5和S6的結果，獲得灰度融合結果，并將融合結果代替步驟S2中的亮度分量Y，再進行YUV逆變換，獲得最終偽彩色融合結果；

其中，需要特別說明的是，步驟S4、S5、S6是不分時序的，可以放在一個步驟中進行描述，這里進行步驟編號僅為了后續描述方便：步驟S4、S5、S6可以同步進行；也可以任意兩個同時進行，然后進行最后一個；也可以先進行其中任意一個，然后進行同步進行剩下的兩個；或者依次進行其中的一個。

進一步的，上述步驟S2中，將RGB空間轉換成YUV空間的公式如公式(1)所示：