基于多傳感器圖像融合系統(tǒng)的配準技術研究.pdf

1、針對現(xiàn)有的多傳感器圖像融合系統(tǒng)普遍存在的配準精度較低、融合圖像清晰度較差的問題，本文開展了基于多傳感器圖像融合系統(tǒng)的配準技術研究。通過構建符合人眼感知的多傳感器圖像配準客觀評價準則，進而提出了穩(wěn)定性好、失配率低的多傳感器圖像配準算法，并將其應用于短波紅外、中波紅外與激光測距融合的信息感知系統(tǒng)，在保證系統(tǒng)融合圖像質量的基礎上，提升融合圖像清晰度。
　　針對目前缺少符合主觀感受的多傳感器圖像配準客觀評價方法的問題，從圖像邊緣清晰度、目

2、標顯著性和色彩一致性三個方面進行多傳感器圖像配準客觀評價方法的研究。通過引入韋伯定律，設計了一種人眼視覺感知強度模型，計算融合圖像的人眼感知強度圖，并結合Peli高頻帶對比度模型，提出了一種圖像配準的邊緣清晰度指標;通過引入基于頻率協(xié)調的顯著區(qū)域檢測模型，結合區(qū)域自動分割算法，提出了一種圖像配準的目標顯著性指標;通過計算融合圖像與參考彩色圖像之間的色差關系，提出了一種圖像配準的色彩一致性指標;最終得到了一種多傳感器圖像配準客觀評價準則。

3、實驗證明提出的評價準則與人眼主觀感受具有最好的一致性，適合作為多波段夜視圖像的客觀評價指標。
　　針對現(xiàn)有多傳感器圖像配準算法存在配準精度不高，配準后融合圖像清晰度較差的問題，將圖像配準過程和圖像融合過程結合考慮，提出了一種多波段紅外圖像聯(lián)合配準和融合方法。該方法定義了初始配準參數(shù)，構建了初始仿射變換矩陣，對短波紅外圖像進行配準;之后采用了基于Laplace金字塔的融合算法將配準后的短波紅外圖像與中波紅外圖像進行融合，構建了由感興

4、趣區(qū)域和邊緣清晰度兩個特征組合而成的融合質量評價函數(shù)來對融合圖像進行客觀評價;最后，通過模擬退火法找到了評價函數(shù)的全局最優(yōu)解。經過大量的實驗論證，證明了該方法的有效性和穩(wěn)定性。
　　為了提升配準算法的運算速率，需要對多傳感器圖像進行前端光學校正。針對目前多傳感器圖像融合系統(tǒng)缺少完整的前端光學測試方法和測試系統(tǒng)的問題，設計了一種多傳感器圖像融合前端光學測試系統(tǒng)，解決了前端探測器視場大小不一致、探測器之間光軸夾角過大的問題。通過測量不

5、同探測器的視場大小，可以校正得出多傳感器圖像間的縮放關系，通過測量多傳感器圖像間的光軸平行度，可以校正得出多傳感器圖像間的平移和旋轉關系，通過測量多傳感器圖像分辨率及融合圖像分辨率，可以實現(xiàn)配準精度的初步估計，最終實現(xiàn)融合系統(tǒng)的粗配準。
　　為了增加系統(tǒng)穩(wěn)定性、提升配準精度和融合圖像質量，結合上述三項研究內容，最終設計和研制了短波紅外、中波紅外與激光測距融合的信息感知系統(tǒng)。整個系統(tǒng)具有圖像配準、圖像融合、圖像拼接、目標距離探測、目