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多光谱图像配准与融合技术研究

作　者: 陈青
导　师: 韩军; 高教波
学　校: 西安工业大学
专　业: 光学工程
关键词: 多光谱图像配准图像融合
分类号: TN219
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

多光谱技术指的是利用多通道红外光谱探测技术进行红外探测定位,多通道多光谱成像利用不同物体材料具有不同的光谱特性,通过同时获得目标若干波段的多幅图像信号,来反映目标和背景光谱上的细微差别,从而使伪装目标可能从背景中凸现出来。在传统光谱技术基础上,针对目标的光谱特征,采用多个光谱通道和合适的窄带宽度,有效的提高对伪装目标的识别能力,满足任务需求。利用计算机图像处理技术,研究多路CCD成像仪多光谱图像的配准与融合算法。图像配准融合是数字图像处理的一项重要技术,用于将不同时相、不同传感器、不同视角及不同拍摄条件下获取的两幅或多幅图像进行配准融合。通过对数字图像的精确配准,将能更好的进行多光谱数据的融合、时序图像分析、目标变化检测、目标识别、图像镶嵌等实际问题的后续处理工作,所以它处理结果的好坏将直接影响后续工作的质量。本文研究的内容是在一个多光谱摄像机系统中,如何通过软件处理完成对于3路不同波段的视频图像进行配准与融合,通过伪彩模式输出,为观察者提供更易于辨识的图像。本文主要关注图像配准与融合的软件处理算法研究。本文简要地介绍了图像融合的基本理论,对比分析了多种配准与处理方法。在此基础上,根据系统的使用需求在算法优化方面进行了深入的研究,采用了基于图像归一化互信息测度函数进行配准评价的配准算法、基于RGB伪彩色映射的图像融合方法,实现了对多光谱图像的亚像素级配准及实时融合处理。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-15
  1.1 研究背景  8-13
    1.1.1 多光谱成像技术  8-9
    1.1.2 图像配准与图像融合  9-13
  1.2 课题研究的国内外发展现状  13
  1.3 本文结构  13-15
2 系统方案概述  15-19
  2.1 硬件构成  15-17
    2.1.1 系统组成  15-16
    2.1.2 系统主要功能  16
    2.1.3 侦察流程  16-17
  2.2 多光谱摄像机  17-18
  2.3 图像处理  18-19
3 图像配准与融合方案设计  19-23
  3.1 设计思路  19
  3.2 基于互信息测度的多光谱图像配准  19-23
    3.2.1 图像的互信息  19-20
    3.2.2 归一化互信息法图像配准测度函数  20
    3.2.3 空间变换  20-21
    3.2.4 插值算法  21-22
    3.2.5 搜索策略和搜索空间  22-23
4 图像配准算法设计  23-34
  4.1 设计约束  23
  4.2 接口设计  23-25
  4.3 类设计  25-26
  4.4 详细设计  26-34
    4.4.1 空间变换函数  26-27
    4.4.2 双线性内插函数  27-28
    4.4.3 配准函数  28-29
    4.4.4 旋转测试函数  29-31
    4.4.5 平移测试函数  31-32
    4.4.6 归一化互信息法图像配准测度函数  32-34
5 图像融合与算法验证软件界面设计  34-44
  5.1 设计约束  34
  5.2 设计决策  34-35
    5.2.1 图像融合设计决策  34
    5.2.2 算法验证软件设计决策  34-35
  5.3 运算量估计  35-36
  5.4 算法验证软件设计  36-37
  5.5 软件主框架  37
  5.6 视频采集模块  37-40
  5.7 显示模块  40-42
  5.8 融合处理算法设计  42-44
6 试验情况  44-50
  6.1 试验条件  44
  6.2 参试设备  44
  6.3 试验步骤  44
  6.4 试验结果分析  44-50
7 结论  50-52
参考文献  52-55
攻读硕士学位期间发表的论文  55-56
致谢  56-59
附录A CRegistration类的定义  59-61
附录B 主要功能函数源代码  61-82

多光谱图像配准与融合技术研究

内容摘要

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