[發明專利]基于高斯濾波加權的紅外和可見光圖像融合方法

在審

• 申請號: 201910093445.1
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109919884A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 王健;楊珂;秦春霞;任萍
• 申請（專利權）人: 西北工業大學;西安愛生技術集團公司
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T5/00;G06T7/13
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

本發明涉及一種基于高斯濾波加權的紅外和可見光圖像融合方法，對源圖像采用高斯平滑濾波器進行分解；為便于對視覺特征的顯著性進行度量，采用高斯濾波器加權構造結構顯著性視覺特征和融合的決策圖模型；根據融合圖像鄰域像素之間的相關性，采用基于快速引導濾波器抑制噪聲和決策圖邊界不一致而產生的光暈偽影現象。實驗證明，本發明方法與現有的圖像融合方法相比具有更好的融合效果，可克服融合圖像的紋理細節缺失、失真不足問題，融合圖像的顯著性得到很大的提高。

技術領域

本發明涉及一種紅外和可見光圖像融合方法，可以應用于各種軍用或民用的圖像處理系統。

背景技術

由于成像機理和技術限制，單一成像傳感器在應用環境、使用范圍以及特定目標獲取的圖像并不能反映被觀測對象的所有特征，因此需要對不同傳感器圖像，去除冗余信息，提取各自有用信息融合成一幅具備更完整信息，獲取同一場景中目標更精確的全方位空間信息，方便人類觀察和處理圖像。

可見光圖像包含了所拍攝場景豐富的細節信息和頻譜信息，但是體現不出有煙霧或者隱藏在低光照條件下的物體，尤其是刻意偽裝的人或物。紅外成像傳感器穿透煙塵能力強，可以在晝夜工作，能捕獲到有熱輻射的物體，但紅外成像儀只對溫度分布較敏感，無法獲取拍攝場景豐富紋理信息和頻譜信息?；趦煞N傳感器的互補特性，將可見光圖像與紅外圖像融合，得到一幅對場景描述更全面的圖像，其中既包含可見光圖像中信息又包含紅外圖像中的信息。因此，紅外與可見光的圖像融合是多源圖像融合領域重要組成部分，在計算機視覺、機器人領域和戰場目標偵察和識別得到了很大的應用。美國最新版夜視鏡能夠對紅外圖像和可見光圖像進行融合處理，搜尋人員能夠在光照強度不好的情況下很好完成各種偵查任務；英國利用多源圖像融合技術將紅外圖像與彩色可見光圖像應用于直升機上的圖像融合系統，重構后的圖像取得了良好的視覺效果。因此紅外和可見光圖像融合技術的研究有著深遠的意義。

近年來，針對紅外和可見光圖像融合技術，已有大量的圖像融合算法被相繼提出，取得很好的效果。為了解決未考慮融合過程中的空間一致性產生亮斑的問題，文獻《Pixeland region based image fusion with complex wavelets》，Information Fusion,2007,8(2):119～130.該文獻采用雙數復小波變換(DTCWT算法)方法；文獻《Remote sensingimage fusion using the curvelet transform》，Information Fusion,2007,8(2):143～156.該文獻采用曲率波變換(CVT算法)進行圖像融合；文獻《Infrared and visible imagefusion based on the compensation mechanismin NSCT domain.》Chinese Journal ofScientific Instrument,2016,37(4):860-870.該文獻采用非下采樣輪廓波變換(NSCT算法)。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種一種針對紅外與可見光圖像的高斯濾波器加權的圖像融合方法。

技術方案

一種基于高斯濾波加權的紅外和可見光圖像融合方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：高斯平滑濾波器對源圖像進行分解

利用高斯平滑濾波器將源圖像分解得到低頻分量，高頻分量通過源圖像減去低頻分量獲得，如下式：

式中：I_n為源圖像，為源圖像的低頻分量，為源圖像的高頻分量，G_r,σ表示方差為σ，大小為(2r+1)×(2r+1)高斯平滑濾波器；

步驟2：決策值的度量，多視覺特征加權映射圖構造