基于小波变换的红外与微光图像融合夜视系统的设计与实现

论文摘要

红外与微光图像融合是近年来夜视图像领域研究的热点。红外与微光图像融合属于多传感器融合,是实现军用夜视观察的必不可少的技术途径。红外热像仪和微光CCD摄像机感应的是不同波段的辐射,它们的图像的质量各有优缺点,同时也存在着受外界环境条件影响大、图像层次不分明等问题,若将两种图像以某一算法进行融合,可有效提取多通道图像信息特征,构成统一图像或图像特征,也就是能得到性能比任一源图像好的图像,更好地满足应用的要求。随着融合技术的发展,对多传感器视频图像的实时融合、观测及实时存储提出了更高的要求。本论文采用小波变换的融合算法,利用硬件采集设备SDK及软件开发平台,达到红外与微光图像实时融合及存储的目的。本课题完成了以下主要工作内容:1.论述图像融合技术的研究背景与意义,包括红外与微光融合的研究背景与意义,红外技术、微光夜视技术以及图像融合技术和系统的国内外研究现状和发展,本文的图像融合夜视系统的原理流程。2.研究图像采集和图像预处理的相关方法,包括图像采集的硬件设备以及图像滤波和配准。3.研究多源图像融合的层次和方法,图像融合评价的主观和客观评价法。4.研究本融合系统中所采用的图像融合方法,即基于小波变换的多源图像融合,并进行仿真。5.夜视图像融合系统的实现,以及系统的总体方案及系统实现的功能。利用Matrox公司的Meteor-II/Multi Channel采集卡SDK实现了红外、微光双路实时图像融合系统以及单路图像实时存储系统（AVI格式,存储帧数可指定）。相关系统软件设计在Visual C++6.0环境下,利用MFC和SDK完成。6、最后对全文进行了总结,并指出了有待进一步要做的工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 红外技术与微光夜视技术
• 1.2.2 图像融合技术
• 1.2.3 图像融合系统研究现状
• 1.3 图像融合系统的原理流程
• 1.4 论文主要研究内容
• 第二章 图像的预处理
• 2.1 红外和微光图像特征分析
• 2.1.1 红外图像的主要特点
• 2.1.2 微光图像特点
• 2.2 图像的预处理
• 2.2.1 图像的滤波
• 2.2.2 图像的配准
• 第三章 多源图像融合
• 3.1 多源图像融合的层次和方法
• 3.1.1 像素层（数据层）融合
• 3.1.2 特征级融合
• 3.1.3 决策级融合
• 3.2 图像融合评价方法
• 3.2.1 主观评价
• 3.2.2 客观评价
• 第四章 基于小波变换的多源图像融合
• 4.1 小波变换基本理论及小波变换算法
• 4.1.1 小波变换概述
• 4.1.2 连续小波变换和离散小波变换
• 4.1.3 多分辨率分析（MRA，Multi-Resolution Analysis）
• 4.1.4 图像的二进制离散小波变换及其MALLAT 快速算法
• 4.2 基于小波变换的图像融合
• 4.2.1 基于小波变换的图像融合原理
• 4.2.2 低频和高频的融合规则
• 4.3 本文融合过程
• 4.4 实验结果及分析
• 第五章 夜视图像融合系统的实现
• 5.1 夜视图像融合系统方案的初步探讨
• 5.1.1 硬件图像处理系统
• 5.1.2 软件图像处理系统
• 5.1.3 结论
• 5.2 系统的总体方案
• 5.2.1 MFC ActiveX 控件概述
• 5.2.2 红外热像仪PV320
• 5.2.3 Matrox 图像采集卡
• 5.3 系统具体实现
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 上海交通大学学位论文答辩决议书