[发明专利]一种改进的灰度图像的彩色背景的构建方法

说明书

本发明公开了一种改进的灰度图像的彩色背景的构建方法，通过图像拼接技术获得全景图和灰度场景图。再通过像素级比例缩放将灰度场景图缩放到和全景图相同位置处一样大小，进而完成模板匹配；接着对灰度场景图中的可移动物体进行图像修复处理来获得灰度场景图中可移动物体的掩膜。最后通过基于小波变换的图像融合技术将灰度图像中可移动物体的掩膜和彩色背景图像结合，最终获得包含灰度场景图中可移动物体的彩色背景图像。本发明独创性的考虑到灰度场景图本身所蕴含的可移动物体信息，并将其中可以作为背景的可移动物体提取出来放到模板匹配获得的彩色背景图中。本发明采用基于小波变换的图像融合技术，使得融合的效果可以满足在工作中使用。

技术领域

本发明涉及图像处理技术，特别是一种改进的灰度图像的彩色背景的构建方法。

背景技术

日新月异的计算机技术和葫芦岛项目的迫切需要，需要能够在夜雾天等一系列恶劣天下能够使用红外LED摄像仪对目标场景进行拍摄，但是又想要获得该场景在白天下的彩色背景信息，这样就可以在视频监控等领域获得相比于红外视频更多的信息。

申请人之前提出了一种灰度目标图像的彩色背景的构建方法(申请号CN201810661892.8)，该方法通过红外摄像仪拍摄多幅彩色场景图像；通过图像拼接技术获得固定区域的全景图；然后采用红外摄像仪获取该全景信息中某一部分的灰度场景图；接着对全景图和灰度场景图中某一相同物体进行像素级比例缩放，使得灰度场景图的大小缩放到和全景图对应位置处相同大小。最后通过模板匹配从全景图中获得和灰度场景图相同位置的彩色背景图像。该方法的优势极大，因为它避免了伪彩色处理对图像原色产生的巨大误差，并且准确提供了图像中该位置处白天时的场景信息。

但是这种给灰度图像进行彩色背景构建的方法最大的局限在于，只能够根据之前获得的全景图来提供背景信息，无法考虑到灰度图本身所带来的改变，比如当夜雾天况下获得的灰度场景图中包含了可移动物体，如汽车，并且该物体是作为当时一段时间内的背景物体存在，而人们只通过模板匹配不能把该背景物体作为背景目标融入到彩色背景图像中去，而且人们也不希望仅仅是将物体识别获得的矩形框内容作为背景粘贴到彩色背景图像中，而是希望沿着可移动物体的轮廓把可移动物体完完全全的扣除下来再融合到背景图中。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明要提出一种既能够获得红外灰度场景图在白天时的彩色背景信息，又能够将灰度场景图中的可移动物体作为背景加入到彩色背景图像中、使得最终彩色背景图像的信息更加完整的改进的灰度图像的彩色背景的构建方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种改进的灰度图像的彩色背景的构建方法，包括以下步骤：

A、全景图像采集

通过红外摄像仪对固定区域拍摄多幅彩色场景图像，使其范围覆盖到所需要的全部场景信息；

B、图像拼接

在获得多幅彩色场景图像之后，通过采用尺度不变特征转换方法即SIFT方法，利用多幅彩色场景图像相同区域特征点匹配融合的算法，将所述的多幅彩色场景图像融合到一幅全景图当中；然后通过随机抽样一致方法即CV_RANSAC消除错误匹配点；

C、灰度场景图获取

利用红外摄像仪在全景范围内变焦后进行拍摄，使得拍摄的灰度场景图能够完全存在于之前获得的全景图当中，效果相当于将全景图中的某一部分进行放大；

D、像素级比例缩放

通过采用获取图像任意点的像素点坐标的方法，分别计算全景图和灰度场景图相同物体的像素差，该相同物体是不易在拼接的时候发生畸变、而且全景图和灰度场景图都必须包含的物体。因为在不同焦距拍摄同一物体的情况下，该物体宽高比是不变的，所以这里取物体高度的像素差。通过获得像素差进行灰度场景图的比例缩放，使得其大小和全景图相同位置的大小一致，其基本公式如下：