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手持式红外与可见光图像融合系统研究

作　者: 韩博
导　师: 张俊举
学　校: 南京理工大学
专　业: 物理电子学
关键词: 图像融合红外图像 FPGA 图像配准红外目标
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 32次
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内容摘要

红外图像与可见光图像融合作为图像融合技术的关键领域,不断地应用于军事、民用的各个方面。随着图像融合系统应用领域的拓宽,人们对于融合系统的要求也随之提升,便携式、低功耗、低成本等问题亟待解决,手持式红外与可见光图像融合系统正是为了满足这些需要而研发的。首先,完成手持式红外与可见光图像融合系统的总体设计,以FPGA芯片做为核心处理芯片,对双源图像进行处理及融合。本人主要负责系统软件结构设计及图像处理算法实现,同时提出了异源数据同步的实施方案。其次,研究及实现红外图像预处理及红外与可见光图像配准。红外图像预处理过程包含非均匀校正、盲元检测及替代、对比度增强,非均匀校正和盲元检测及替代算法实现来自于已有的程序,对比度增强采用的是直方图均衡化算法。图像配准是以可见光图像作为参照采用仿射变换模型对红外图像进行缩放及平移实现的。再次,研究图像融合算法,并在系统中实现拉普拉斯金字塔分解图像融合、改进二维经验模式分解图像融合及针对红外目标图像融合三种算法。其中,拉普拉斯金字塔分解图像融合和改进二维经验模式分解图像融合都是将红外图像和可见光图像分解为多尺度空间下的图像,之后分层进行融合,最终重构出融合图像；针对红外目标图像融合算法为本文提出的图像融合算法,该算法将红外图像进行目标边缘提取,与可见光图像拉普拉斯金字塔分解最底层图像进行融合,最终重构出融合图像,该算法既能保留可见光图像中的背景细节,同时还能标示红外目标的位置及形态。最后,设计两组实验,验证系统的成像质量,将三种融合算法得到的系统图像进行客观评价,经过数据对比,针对红外目标图像融合算法成像效果最好。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-14
  1.1 图像融合技术概况  7-8
  1.2 国内外图像融合技术发展  8-10
  1.3 研究手持式红外与可见光图像融合系统的必要性  10-11
  1.4 课题研究背景及价值  11-12
  1.5 本论文的主要内容与工作  12-14
2 手持式红外与可见光图像融合系统设计  14-25
  2.1 系统原理设计  14-15
  2.2 系统硬件结构设计  15-20
  2.3 系统视频数据同步设计  20-21
  2.4 系统软件结构设计  21-24
  2.5 本章小结  24-25
3 基于FPGA的图像预处理算法及实现  25-37
  3.1 红外图像预处理  25-27
  3.2 红外图像自动增强算法实现  27-30
  3.3 基于FPGA的图像配准  30-36
    3.3.1 图像配准理论  30-32
    3.3.2 图像配准实现  32-36
  3.4 本章小结  36-37
4 基于FPGA的图像融合算法及实现  37-55
  4.1 拉普拉斯金字塔分解图像融合法  37-42
    4.1.1 拉普拉斯金字塔分解理论  37-38
    4.1.2 拉普拉斯金字塔分解融合算法实现  38-42
  4.2 二维经验模式分解图像融合法  42-46
    4.2.1 二维经验模式分解理论  42-44
    4.2.2 改进二维经验模式分解图像融合算法实现  44-46
  4.3 针对红外目标的图像融合算法  46-54
    4.3.1 红外目标特性分析  46-47
    4.3.2 红外目标边缘提取  47-49
    4.3.3 针对红外目标图像融合算法研究  49-50
    4.3.4 针对红外目标图像融合算法实现  50-54
  4.4 本章小结  54-55
5 实验结果与分析  55-60
  5.1 系统成像实验  55-57
  5.2 实验结果分析  57-59
  5.3 本章小结  59-60
6 总结与展望  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-67
附录  67

手持式红外与可见光图像融合系统研究

内容摘要

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