[發明專利]一種紅外-可見光異源圖像匹配方法

在審

• 申請號: 202110348571.4
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113128573A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 王懷野;郭慧敏;王冬;趙曉霞;葉林;宋敏;龔美玲;彭明松
• 申請（專利權）人: 北京航天飛騰裝備技術有限責任公司;中國航天時代電子有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06T7/73
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

1.一種紅外-可見光異源圖像匹配方法，其特征在于步驟如下：

(1)根據每一時刻的彈道姿態信息，將可見光基準圖通過透視變換轉換到與紅外實時圖同一視角下，在可見光基準圖中選取若干參照物模板，計算各模板中心與目標點的位置關系；

(2)分別對紅外實時圖與可見光基準圖進行處理，形成紅外梯度方向圖和可見光梯度方向圖；

(3)分別計算紅外梯度方向圖和可見光梯度方向圖各像素點的梯度值；

(4)在每個參照物模板梯度方向圖中，劃分出M*N個子塊并計算各子快的梯度和，根據各子塊的梯度和提取參照物模板的興趣塊；

(5)對于每一個參照物模板，按照參照物模板的大小，以一定步長遍歷紅外梯度方向圖，得到若干個待匹配區域，對每一個待匹配區域執行以下操作：

將紅外梯度方向圖待匹配區域分割成為M*N個子塊，對每個子塊與參照物模板中的興趣塊進行匹配，獲得最優的匹配結果，即得到參照物模板中心在紅外梯度方向圖中對應同名點的位置；

(6)根據各參照物模板與目標點的位置關系以及紅外梯度方向圖中同名點的位置，在紅外實時圖中得到目標點位置信息，完成紅外-可見光異源圖像匹配。

2.根據權利要求1所述的一種紅外-可見光異源圖像匹配方法，其特征在于：所述步驟(2)中，紅外梯度方向圖中，像素點(x,y)的梯度G₁(x,y)定義為向量，表示為：

其中，G_1x為像素點(x,y)在x方向的梯度，G_1y為像素點(x,y)在y方向的梯度，I₁為像素點(x,y)的像素值；

梯度的方向定義為

β₁(x,y)＝arctan(G_1y/G_1x)

其中β₁(x,y)是像素點(x,y)的梯度G₁(x,y)相對x軸的角度。

3.根據權利要求2所述的一種紅外-可見光異源圖像匹配方法，其特征在于：紅外梯度方向圖中，像素點(x,y)的梯度值|G₁(x,y)|滿足

4.根據權利要求1所述的一種紅外-可見光異源圖像匹配方法，其特征在于：所述步驟(2)中，可見光梯度方向圖中，每一個像素點(x,y)的梯度G₂(x,y)定義為向量，表示為：

其中，G_2x為像素點(x,y)在x方向的梯度，G_2y為像素點(x,y)在y方向的梯度，I₂為像素點(x,y)的像素值；

梯度的方向定義為

β₂(x,y)＝arctan(G_2y/G_2x)

其中β₂(x,y)是像素點(x,y)的梯度G₂(x,y)相對x軸的角度。

5.根據權利要求4所述的一種紅外-可見光異源圖像匹配方法，其特征在于：所述步驟(3)中，可見光梯度方向圖中，像素點(x,y)的梯度值|G₂(x,y)|滿足

6.根據權利要求1所述的一種紅外-可見光異源圖像匹配方法，其特征在于：所述步驟(4)中，每個子塊的梯度和等于該子塊中所有像素點的梯度值之和。

7.根據權利要求1所述的一種紅外-可見光異源圖像匹配方法，其特征在于：所述步驟(4)中，提取參照物模板興趣塊的方法如下：

將參照物模板分割成M*N個子塊，并分別計算各個子塊的梯度和，將各子塊的梯度和按照從大到小排序，選出排在最前面的k個作為興趣塊，k大于等于3。

8.根據權利要求1所述的一種紅外-可見光異源圖像匹配方法，其特征在于：將紅外梯度方向圖中目標點位置傳遞給伺服系統或者制導系統，供后續應用。