红外与可见光图像实时配准融合系统

描述了一个自主研制的基于实时分布式多处理机的图像配准和融合系统的设计与实现方案。本系统是具有并行计算机体系结构的通用高速实时图像融合处理系统,选择VxWorks实时操作系统和VEM64x总线的软硬件平台,采用AD公司新型的TS101DSP处理器为核心,多DSP处理器分布并行进行处理,完成多源图像实时高速配准和融合需要进行的大量运算,CPLD芯片完成了采集控制以及多传感器视频同步。由于采用了基于高性能DSP的实时嵌入式系统和通用标准化总线结构设计,该系统可以灵活地应用多种配准和融合算法来实现可见光和红外双通道数字图像的高速实时融合处理,比较好地解决多尺度图像配准融合算法的大数据量计算处理与系统实时性要求之间的矛盾,为多传感器实时图像配准融合处理系统的研制奠定了良好的技术基础。     

一种图像融合算法硬件实现

研究了Laplace金字塔图像融合算法,针对红外图像和可见光图像采用传统图像融合算法融合后,融合图像细节和目标很难同时比较突出,提出了一种基于形态学的Laplace金字塔图像融合算法。该算法先将红外图像进行形态学处理,然后将形态学处理后的图像与Laplace金字塔融合图像进行二次融合获得最终融合图像。在以TI公司TMS320DM642芯片为核心的融合系统中,使用C语言实现此图像融合算法,并且通过优化代码,实现320×240大小的红外和可见光图像实时融合,算法处理一帧红外和可见光图像时间约为33 ms。通过实验证明,本文算法得到的融合图像细节和目标都比较突出,且能够在硬件中实现实时性。     

红外与微光图像开窗配准融合处理方法

为解决图像实时融合以及红外与微光图像视场大小不一致等问题,提出一种基于仿射变换的红外与微光图像开窗配准融合处理方法。首先以大视场微光图像为背景,对图像中人眼感兴趣的目标区域信息进行开窗,窗口的大小由系统硬件速度和配准融合算法的运算量决定,然后在相同的目标窗口区域,通过双线性插值和仿射变换建立一种红外与微光图像各个像素点的对应匹配关系来完成窗口图像的快速配准与融合,实验对开窗融合结果进行了分析与评价。结果表明,该方法在满足人眼观察需求的条件下既减小图像融合处理数据,又保留了重要的细节融合信息,有效地提高了图像融合的实时性,对兼顾硬件速度与实时性要求的图像融合系统具有较高的应用价值。     

基于SoC的红外双波段图像融合系统的设计

红外中波与长波图像实时融合在实际中应用广泛,研究了中波与长波红外图像的实时融合技术,设计了一种以FPGA和高性能DSP为核心、适合嵌入双波段红外热像仪的实时图像融合处理系统,介绍了系统的基本设计原理、各部分的功能.     

高分辨率多传感器融合图像跟踪系统的设计与实现

为了提高图像处理器目标跟踪的准确度和对复杂环境的适应能力,设计了一种CPCI架构的多传感器融合图像跟踪系统。针对高分辨率高帧频图像的采集、目标搜索与跟踪,设计并实现了以FPGA+DSP为核心的嵌入式图像处理平台,采用CPCI标准总线作为数据共享通道,由嵌入式图像处理平台完成实时计算,数据中心完成跟踪结果的数据融合和系统综合控制。实验结果表明：系统可以实现多路不同分辨率CameraLink图像或HD-SDI图像的采集和融合跟踪处理,该架构处理能力强,可扩展性高,结构紧凑,为图像融合跟踪系统提供了一种可靠的解决方案。     

遥感图像融合效果评估方法

遥感图像融合效果评估是目前遥感图像融合领域中亟待解决的问题,直接影响遥感图像融合处理技术的发展.文中在构建多源遥感图像融合处理估计模型的基础上,重点讨论分析遥感图像融合效果的主、客观评价技术的发展现状,进行SAR图像与光学图像的融合处理仿真实验,优选相关系数及峰值信噪比完成SAR图像与光学图像的融合效果评估处理.同时,还讨论了目前图像融合效果评估中存在的主要问题,对进一步研究图像融合效果评估有很好的意义.     

多色焦平面图像融合技术分析与应用展望

在介绍多色焦平面阵列技术发展现状的基础上,讨论了该技术应用在图像融合系统中的优势.然后分析了基于该技术的图像融合系统的主要组成模块,包括多色焦平面探测器组件、数据传输模块和图像融合模块等.重点研究了图像融合模块的3种主要实现方案,单DSP或多DSP并行处理方案,DSP+FPGA处理方案以及大规模FPGA处理方案.最后给出了多色焦平面图像融合系统在大数据量传输、红外多源图像融合新算法、小型化和智能化等方面的发展趋势及其在机载光电系统、多光谱遥感探测、分布孔径红外传感器系统(DAIRS)和精确制导等方面的应用.     

图像融合算法在高速DSP中的实现

针对图像融合算法研究与实际系统脱节的现象，提出了将先进、高速数字信号处理器（DSP）作为图像融合系统主处理芯片的方案，讨论了TMS320C6X指令系统的特点及程序优化技巧，并通过实例给出了说明和结果，为融合系统的实现奠定了基础。     

Windows环境下干涉图像采集和处理

针对干涉仪的特点及图像采集卡的硬件性能,开发了基于Windows环境下的干涉图像微机采集处理系统与干涉仪集成电器控制系统。系统的设计融合了当今先进的图像采集和处理、数据库管理等技术,具有结构紧凑、功能强等特点。介绍了该采集和处理系统各模块的功能。     

战场侦察图像融合技术

针对被广泛应用于战场侦察的彩色图像及红外图像,提出了一种应用离散小波框架的融合处理与彩色空间变换相结合的处理方法实现这2类图像的融合技术。给出了这种融合技术的流程和处理步骤,并用彩色图像和红外图像进行了融合算法测试,计算了融合图像与源图像的条件交互信息量。试验证明采用这种融合处理后的结果图像能够保留彩色图像的高分辨率和真实的色彩信息,同时包含红外图像发现的隐藏的武器目标信息。     

基于FPGA的紫外/可见光图像实时配准实现

为了在电路损伤早期探测和定位电晕放电,依据其放电在紫外波段的成像特性,采用基于现场可编程门阵列(FPGA)为核心的处理平台,设计了可对紫外光和可见光两路信号进行采集、配准和融合处理的实时检测系统。通过优化设计硬件结构、快速图像配准算法及基于MicroBlaze软核的控制模块,提出了一种基于FPGA的快速图像配准的实现方法,实现了对不同焦距下可见光图像数据与紫外图像数据的实时融合处理。结果表明,该方法能够有效提高图像融合处理的速度和系统运行效率,满足对紫外信号进行检测和定位的要求。该方法已经运用于南方电网的线路巡检中。     

基于DM8148的双谱段电晕检测系统设计

针对高压输电线路电晕检测及定位问题,设计了基于DM8148的双谱段视频融合电晕检测系统,实现了双路视频的采集、处理、融合、压缩和存储.采用时城递归滤波算法对日盲紫外图像进行去噪处理,利用基于小波变换自适应加权融合法将日盲紫外、可见光两路视频进行实时融合.实验结果表明融合图像具有较好的视觉效果,能够很好地将紫外、可见光检测图像融合,实现电晕放电点检测的准确定位,系统能满足电晕检测的需求.     

多传感器图像融合系统设计

为了实时获取场景的全面信息,本文采用图像融合技术,提出了基于FPGA的电视、红外、微光电视三路图像融合硬件实时系统设计方案,解决了成像光路、图像配准、处理系统及融合算法等关键技术,强化了图像中的有用信息,增强光谱信息含量。所设计的实时硬件系统平台可较为全面的输出场景图像信息。     

基于FPGA的实时幸运区域融合算法

大气湍流对光学目标图像的分辨率会产生随机性 的影响。幸运区域融合(lucky-region fusion,LRF)是一 种针对受大气湍流影响图像序列的图像合成技术,通过在一系列短曝光图像中选取具有高分 辨率的区域进行融合,从而获得一张清晰的图像。LRF 算法在台式计算机上实现比较简单, 但这是事后处理的方法,没有实时性。描述一种针对灰度图像流实时地进行提取、分区处理 和合成的LRF算法及其系统实现技术。根据现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)数字信号处理的特点 , 提出了一种适合于FPGA处理的实时LRF算法。用硬件描述语言对该算法进行逻辑设计,将 其嵌入到一个中小规模的FPGA上,从而构成一个纯硬件的紧凑的LRF处理系统。通过模拟 的序列图像和在实验室实际拍摄了短曝光序列图像,对该系统进行了测试。实验结果表明, 所提出的实时LRF算法可行,所实现的FPGA系统可以实现输入灰度图像序列的实时动态幸 运区域融合,并最终获得高分辨率的融合图像。     

SoPC级双通道图像融合系统设计

针对多色焦平面探测系统的输出,实现像元级图像融合的前提是如何保证融合系统的高性能、微型化及低功耗.本文提出了一种基于XilinxVirtex4系列FPGA实现双通道图像融合的SoPC方案,采用模块化设计,将图像处理过程按采集、非均匀性校正预处理、融合、输出等功能模块作分级流水,充分利用器件的高性能、高并行性、可深度流水等特点来保证处理的实时性;并结合仿真实验结果,从处理算法的选择、复杂度以及资源占用等方面,分析了在单片FPGA上完成双通道720×576×10 bit图像流2f/s实时融合处理的可行性,估算了SoPC系统功耗和转换为ASIC芯片后的系统功耗.     

一种双路图像融合实时处理系统的设计

提出了一种关于双路图像融合实时处理系统的设计,介绍了融合处理系统的总体架构和系统的功能。对系统的硬件设计和软件设计分别进行了说明,硬件设计对电源设计、采集模块设计和处理模块设计进行了详细阐述;软件部分细致分析了现场可编程门阵列(FPGA)的设计和数字信号处理器(DSP)的设计。最后对处理系统进行了测试,表明该设计满足实时处理的需求。同时,可对系统进行扩展,实现更多路图像的融合处理。     

SoPC级双通道图像融合系统设计

针对多色焦平面探测系统的输出，实现像元级图像融合的前提是如何保证融合系统的高性能、微型化及低功耗。本文提出了一种基于XilinxVirtex4系列FPGA实现双通道图像融合的SoPC方案，采用模块化设计，将图像处理过程按采集、非均匀性校正预处理、融合、输出等功能模块作分级流水，充分利用器件的高性能、高并行性、可深度流水等特点来保证处理的实时性；并结合仿真实验结果，从处理算法的选择、复杂度以及资源占用等方面，分析了在单片FPGA上完成双通道720×576×10bit图像流2f/s实时融合处理的可行性，估算了SoPC系统功耗和转换为ASIC芯片后的系统功耗。     

微光与红外图像融合手持观察镜光学系统设计

针对微光与红外图像融合手持观察镜展开论述。首先对比分离窗口布局与共用窗口布局的优劣,针对本文所设计的手持观察镜,选择共用窗口布局;其次分析折反射系统的特点,选择折反射与透射组合的图像融合光学型式;第三依据相应指标,对图像融合各个子系统开展光学设计;最后分析图像融合系统所成图像,得出此融合系统成像质量好,分辨率高,实现了图像融合的目的。     

基于引导滤波的微光图像增强算法研究

针对低光照条件下,成像设备获取的图像存在低亮度、细节丢失的问题,提出一种基于引导滤波的微光图像增强算法,以实现微光图像增强。首先,将微光图像从RGB转到HSV空间,并将V通道复制为3份,分别采用直方图均衡化、改进的伽马校正及经典的非锐化掩膜对其进行处理。其次,用合适的融合权重将3份处理后的V通道进行多尺度融合,再采用改进的引导滤波对融合后的V通道进行处理。最后,将处理后的图像反变回RGB颜色系统,从而实现图像增强。通过与现有的4种图像增强算法进行主观视觉效果对比以及客观指标分析,实验结果表明,所提算法可有效提高图像亮度,增强图像细节,提升图像的质量。     

多传感器图像融合应用评述

近几年，图像融合成为一个热门研究领域，图像融合是多测度空间综合处理多源图像和图像序列的技术，通过融合处理，综合运用多源信息，得到性能比任一源图像好的图像，以便于图像的后续处理和更好地满足应用要求。从信息处理的层次上图像融合要分为：信号层图像融合，像素层图像融合，特征层图像融合和符号层图像融合。比较了不同层次图像融合算法的特点，讨论了红外图像，可见光图像，多普图像，雷达图像等的融合问题，给出了一个应用实例，并对图像融合的发展进行展望。