[發(fā)明專利]基于多級(jí)LatLRR的紅外和彩色可見光圖像快速融合方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202111641408.3 | 申請(qǐng)日： | 2021-12-29 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN114511484A | 公開（公告）日： | 2022-05-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 厲小潤(rùn);潘巧英;陳淑涵;趙遼英 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G06T5/50 | 分類號(hào)： | G06T5/50 |
| 代理公司： | 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200 | 代理人： | 鄭海峰 |
| 地址： | 310058 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 多級(jí) latlrr 紅外 彩色 可見光 圖像 快速 融合 方法 | ||
本發(fā)明涉及圖像融合這一領(lǐng)域，公開了一種基于多級(jí)LatLRR的紅外和彩色可見光圖像快速融合方法。先計(jì)算可見光圖像CbCrY顏色空間的Y分量，紅外圖像與可見光Y分量分別進(jìn)行多級(jí)潛在低秩分解，利用分解結(jié)果，基于歸一化核范數(shù)差和圖像重構(gòu)計(jì)算細(xì)節(jié)注入權(quán)重，將紅外圖像的細(xì)節(jié)注入可見光彩色圖像的三個(gè)通道，得到融合后的彩色圖像。采用該方法融合得到的融合結(jié)果，既可以保留可見光圖像的細(xì)節(jié)信息，避免紋理缺失或模糊退化的近紅外圖像對(duì)融合結(jié)果的影響，又可以充分利用紅外圖像中的顯著細(xì)節(jié)，增強(qiáng)融合效果。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及圖像融合領(lǐng)域，尤其涉及基于多級(jí)LatLRR的紅外和彩色可見光圖像快速融合方法。
背景技術(shù)
由于成像原理的不同，可見光圖像通過反射光譜成像，具有較高的空間分辨率和豐富的背景信息，但易受光照或者天氣條件影響，紅外傳感器通過熱輻射成像，受光照或者天氣條件影響小，圖像比較穩(wěn)定，但往往缺乏足夠的場(chǎng)景背景細(xì)節(jié)信息。將紅外與弱可見光圖像進(jìn)行融合，能產(chǎn)生出更適合人眼觀察或計(jì)算機(jī)視覺任務(wù)的合成圖像，因此，紅外與可見光圖像融合技術(shù)在軍事偵察、醫(yī)療診斷及人工智能等領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。
多尺度變換是紅外與可見光圖像融合常用的算法，但是多尺度分解方法受方向和層數(shù)的影響，對(duì)圖像結(jié)構(gòu)有一定的損壞，容易造成細(xì)節(jié)信息的丟失，而稀疏表示能夠克服多尺度變換的不足，達(dá)到較好的融合性能，但仍存在細(xì)節(jié)信息提取能力不足的問題，最近提出的潛在低秩表示方法(LatLRR)將圖像進(jìn)行多層次分解，可以提取源圖像中全局結(jié)構(gòu)信息和局部結(jié)構(gòu)信息，融合圖像細(xì)節(jié)信息豐富，清晰度高，具有良好的可視性。但是，目前大多數(shù)方法是針對(duì)單通道可見光和紅外圖像融合提出的，紅外與彩色可見光圖像融合的研究很少。
目前紅外與彩色可見光圖像融合常用的方法主要有兩種：一種方法是紅外與可見光的RGB三個(gè)通道分別融合；另一種方法是先將可見光圖像從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換為HIS顏色空間，然后只對(duì)紅外圖像與可見光的亮度分量進(jìn)行融合，再將融合結(jié)果從HIS轉(zhuǎn)換為RGB顏色空間。第一種方法因?yàn)槌浞掷昧薘GB通道信息，效果較好，但計(jì)算量較大；相比第一種方法，第二種方法計(jì)算量更小，但是因?yàn)槿诤线^程只用了亮度分量，效果相對(duì)差一些。如何充分利用RGB通道信息進(jìn)行快速融合是紅外與彩色可見光圖像融合值得研究的一個(gè)問題。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)當(dāng)前可見光和紅外圖像融合方法的不足，本發(fā)明提供一種基于多級(jí)LatLRR的紅外和彩色可見光圖像快速融合方法，將紅外圖像的細(xì)節(jié)以同樣的權(quán)值直接注入可見光的RGB通道，其等效于紅外圖像與可見光圖像CbCrY顏色空間的Y分量融合并轉(zhuǎn)換為RGB顏色空間的效果，融合速度快，可以充分利用可見光多通道信息和圖像的低秩先驗(yàn)，提高融合效果。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
基于多級(jí)LatLRR的紅外和彩色可見光圖像快速融合方法，包括下列步驟：
步驟1、可見光圖像的Y分量計(jì)算：求解與可見光圖像RGB通道對(duì)應(yīng)的CbCrY顏色空間中的Y分量；
步驟2、可見光圖像的Y分量多級(jí)潛在低秩分解：對(duì)可見光圖像的Y分量進(jìn)行潛在低秩分解，得到k個(gè)顯著矩陣和k個(gè)顯著圖其中，j＝1,2,…,k，k表示分解級(jí)數(shù)；
步驟3、紅外圖像多級(jí)潛在低秩分解：對(duì)紅外圖像進(jìn)行潛在低秩分解，得到k個(gè)顯著矩陣和k個(gè)顯著圖j＝1,2,…,k；
步驟4、融合權(quán)重計(jì)算：利用歸一化核范數(shù)差，計(jì)算顯著矩陣和中的每對(duì)列向量的融合權(quán)重M列融合權(quán)重構(gòu)成權(quán)重矩陣表示為：
其中，m＝1,2,…,M，M為顯著矩陣和權(quán)重矩陣的列數(shù)，表示權(quán)重矩陣第M列向量中的第n2個(gè)元素值；
根據(jù)權(quán)重矩陣構(gòu)造權(quán)重圖Wj：
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