[发明专利]一种飞行器态势感知用多源图像实时融合方法及其装置

说明书

本发明公开了一种飞行器态势感知用多源图像实时融合方法及其装置，包括图像输入模块，FPGA模块将输入的图像进行帧同步处理，并转发至DSP配准模块；DSP配准模块计算输入图像间的尺度变换参数S，并根据S匹配相应的匹配模块，并获得变换参数Tfin；FPGA模块通过变换参数Tfin对待配准图像进行变换，变换后的图像通过FAMBED分解模块进行分解，得到多个频率层；FAMBED重构模块将频率层进行重构计算，输出融合图像。解决了飞行器机载多源图像实时融合问题，丰富下传图像的信息量，减少图像下传带宽，提高后续图像处理的有效性。

技术领域

本发明属于图像融合处理领域，涉及一种飞行器态势感知用多源图像实时融合方法；还涉及一种飞行器态势感知用多源图像实时融合的装置。

背景技术

随着传感器技术的发展，飞行器态势感知系统大都含有多种传感器对同一目标区域进行感知，如红外传感器、可见光传感器。传感器的阵列的增大，给数据的实时传输带来一定困难，并且在不同的环境下，单一传感器获取的目标信息有限，上传的数据目标信息含量较少，而多源图像融合技术成为解决这一难题的关键。多源图象配准与融合是多源图像融合系统中的关键技术，直接决定着融合的成败，现有专利中融合的输入图像大都是经过配准的图像，或尺度变化不大，或几何特征比较明显的图像，且在地面站实现。

现有的图像融合技术中图像配准还采用的突显目标、区域分割、梯度相关方法难以解决尺度变化较大条件下异源图像的配准，如相机随意变焦；另外，还有直接采用SIFT或SURF等方法，但上述方法还是难以实现异源图像灰度纹理差异较大的配准，如红外与可见光的配准，且计算复杂度较高难以实现机载嵌入式实时图像配准，未能解决机载多源图像的实时融合问题。

公开号为CN104574332A的发明专利还提出了一种机载光电吊舱用图像融合方法，以可见光成像系统的焦距值为基准进行联动计算得到红外图像的相应焦距值，进而将焦距映射为尺度变换，并对平移参数进行补偿，实现了图像的实时融合。该方法对成像系统焦距的精度要求极高(误差<0.001m)，才能实现亚像素的图像配准，并且无法抗旋转变换，难以解决大尺度变换及旋转变换的实时精确融合问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞行器态势感知用多源图像实时融合方法；解决了飞行器机载多源图像实时融合问题，丰富下传图像的信息量，减少图像下传带宽，提高后续图像处理的有效性。

本发明的目的还在于提供上述飞行器态势感知用多源图像实时融合的装置，该装置能够实现可见光与红外相机的随机变焦引起的大尺度变化时的图像配准与融合，实现昼夜全天可见光与红外灰度差异较大的图像配准与融合，同时该装置能够在飞行环境下实现机载多源图像数据的实时融合。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种飞行器态势感知用多源图像实时融合方法，包括以下步骤：

步骤1，以可见光图像为基准图像，通过图像配准方法获取变换参数Tfin，并且对红外图像进行变换，实现图像灰度的插值，得到变换后的红外图像；

步骤2，将可见光图像从彩色空间变换到HSI空间，并提取I分量；

步骤3，通过FAMBED分解算法将可见光图像的I分量、变换后的红外图像分解到不同的频率层上；

步骤4，对分解的频率层进行融合处理，其中低频图像层采用加权平均融合，高频图像层采用分解值的最大化加权融合；

步骤5，通过FAMBED重构以及HSI逆变换，获得融合图像。

更进一步的，本发明的特点还在于：