[發(fā)明專利]一種紅外與可見(jiàn)光圖像的快速配準(zhǔn)與融合方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010978976.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN112053392A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳震;盧鋒;張聰炫;張弛;江少鋒;危水根
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/33
• 分類號(hào): G06T7/33;G06T5/50
• 代理公司: 南昌市平凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 36122
• 代理人: 張文杰

1.一種紅外與可見(jiàn)光圖像的快速配準(zhǔn)與融合方法，其特征在于，其步驟如下：

1)設(shè)定一個(gè)空曠、縱深大于100米并具有明顯物體特征的自然場(chǎng)景區(qū)域；

2)利用紅外傳感器與可見(jiàn)光傳感器同時(shí)采集同一場(chǎng)景的圖像，分別提取32組特征點(diǎn)，并將紅外圖像的特征點(diǎn)(u,v)與可見(jiàn)光圖像的特征點(diǎn)(x,y)一一對(duì)應(yīng)對(duì)齊，構(gòu)成32組特征點(diǎn)集；

3)利用上述特征點(diǎn)集，采用奇異值分解，求得紅外圖像平面坐標(biāo)系與可見(jiàn)光圖像平面坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換的單應(yīng)性矩陣T，即紅外圖像與可見(jiàn)光圖像的配準(zhǔn)參數(shù)矩陣；紅外圖像的平面齊次坐標(biāo)(u,v,1)與可見(jiàn)光圖像的平面齊次坐標(biāo)(x,y,1)的單應(yīng)性變換公式如下：

式中：h₁…h(huán)₉為單應(yīng)性矩陣T的九個(gè)待求元素；

則紅外圖像的特征點(diǎn)(u,v)與可見(jiàn)光圖像的特征點(diǎn)(x,y)轉(zhuǎn)換關(guān)系公式為：

由公式(2)可知，通過(guò)圖像平面中的一對(duì)特征點(diǎn)(u,v)與(x,y)，便可列出方程組如下：

由上述32組特征點(diǎn)集列出32組方程組通過(guò)奇異值分解可求解出單應(yīng)性矩陣T；

4)利用上述單應(yīng)性矩陣T，以可見(jiàn)光圖像為基準(zhǔn)圖像，通過(guò)單應(yīng)性變換得到與之配準(zhǔn)的紅外圖像；

5)將上述基準(zhǔn)圖像與已配準(zhǔn)紅外圖像進(jìn)行圖像融合，通過(guò)自適應(yīng)權(quán)重的像素點(diǎn)疊加實(shí)現(xiàn)紅外圖像與可見(jiàn)光圖像的快速融合，每個(gè)對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的疊加公式如下：

F(x)＝αf(x)+(1-α)f'(x) (4)

式中：F(x)表示融合之后的像素點(diǎn)，f(x)表示基準(zhǔn)圖像的像素點(diǎn)，f'(x)表示配準(zhǔn)圖像的像素點(diǎn)，α表示像素點(diǎn)疊加的自適應(yīng)權(quán)重；其中自適應(yīng)權(quán)重α主要根據(jù)可見(jiàn)光圖像的亮度而自適應(yīng)變化，α的計(jì)算公式如下：

可見(jiàn)光圖像的亮度Y的計(jì)算公式如下：

Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B (6)

式中：R、G、B分別表示可見(jiàn)光圖像的RGB三個(gè)通道的灰度值，0.299、0.587、0.114是根據(jù)人眼對(duì)紅、綠、藍(lán)三原色的敏感度不同而導(dǎo)出的系數(shù)。