紅外和可見光圖像融合算法研究

摘要

    

    紅外技術作為人類認識自然、探索自然的一種新的現代工具，已經被各國普遍的應用于生物、醫學、地學等科學領域以及軍事偵察方面。紅外圖像直接反映了物體表面溫度分布情況，但由于目標的紅外輻射十分復雜，而且影響目標紅外輻射的因素很多，紅外熱圖像的清晰度遠不如可視圖像。可見光圖像能夠很好的描繪場景中各個物體的外形結構，具有較好的輪廓表現力，所以將紅外和可見光圖像融為一體有非常好的效果。而通過圖像融合是實現這一效果的有效方法，融合后的圖像可信度更高，模糊較少，可理解性更好，更適合人的視覺及對源圖像的進一步分析、理解以及目標檢測、識別或跟蹤。圖像融合充分利用了多個被融合圖像中包含的冗余信息和互補信息，同時又不同于一般意義上的圖像增強，它是計算機視覺、圖像理解領域的一項新技術。

本文針對紅外和可見光圖像融合算法進行了研究。通過使用計算機圖像處理方法，對同一場景的紅外圖像和可見光圖像進行融合處理，得到一副單一的融合圖像，它成功包含了兩副源圖像的信息。本文主要研究了利用MATLAB軟件實現對紅外和可見光圖像的處理和融合，采用對應像素取大值、取小值、平均值，區域能量、區域對比度比較的融合方法，并且對融合結果圖像使用信息熵、標準

差、平均梯度、空間頻率的評價指標進行了分析比較。結果表明，融合結果圖像

既保留了可見光圖像的清晰的輪廓信息，同時也顯示了目標物體的表面溫度分布情況。

關鍵字：圖像融合，紅外圖像，可見光圖像，MATLAB軟件

ABSTRACT

...

KEYWORDS：image fusion,infrared image, visual image, MATLAB software

目錄

第一章 緒 論1

1.1 課題的選題背景及意義1

1.2 圖像融合技術的研究狀況3

1.3圖像融合的概念5

1.3.1 圖像融合系統的層次劃分6

1.3.2 像素級融合方法綜述10

1.4 本文的組織結構11

第二章 圖像的預處理和分類12

2.1 圖像的數字化12

2.2 圖像的分類15

2.3 紅外圖像的成像機理和特點16

第三章 紅外和可見光圖像融合的方法20

3.1圖像融合規則20

3.2圖像融合方法21

3.2.1 像素灰度值選大圖像融合方法21

3.2.2 像素灰度值選小圖像融合方法22

3.2.3 對應像素取平均值融合方法22

3.2.4 對應像素取加權平均值融合方法23

3.2.5 基于區域能量比較的融合方法23

3.2.6 基于區域對比度比較的融合方法24

第四章 圖像融合方法的性能評價26

4.1 融合圖像質量的主觀評價26

4.2 融合圖像質量的客觀評價27

第五章 仿真實驗結果及分析32

第六章 總結與展望44

6.1 總結44

6.2 展望45

參考文獻46

致謝48

畢業設計小結49

附錄50