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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

作　者: 刘冰
导　师: 顾力栩；田力
学　校: 上海交通大学
专　业: 软件工程
关键词: 图像融合 微光夜视 红外热成像 小波变换 实时存储
分类号: TN22
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


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。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 课题研究的背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-15
    1.2.1 红外技术与微光夜视技术  11-12
    1.2.2 图像融合技术  12-13
    1.2.3 图像融合系统研究现状  13-15
  1.3 图像融合系统的原理流程  15-16
  1.4 论文主要研究内容  16-17
第二章 图像的预处理  17-22
  2.1 红外和微光图像特征分析  17-18
    2.1.1 红外图像的主要特点  17
    2.1.2 微光图像特点  17-18
  2.2 图像的预处理  18-22
    2.2.1 图像的滤波  18-19
    2.2.2 图像的配准  19-22
第三章 多源图像融合  22-32
  3.1 多源图像融合的层次和方法  22-27
    3.1.1 像素层（数据层）融合  22-25
    3.1.2 特征级融合  25-26
    3.1.3 决策级融合  26-27
  3.2 图像融合评价方法  27-32
    3.2.1 主观评价  27-28
    3.2.2 客观评价  28-32
第四章 基于小波变换的多源图像融合  32-41
  4.1 小波变换基本理论及小波变换算法  32-35
    4.1.1 小波变换概述  32
    4.1.2 连续小波变换和离散小波变换  32-33
    4.1.3 多分辨率分析（MRA，Multi-Resolution Analysis）  33-34
    4.1.4 图像的二进制离散小波变换及其MALLAT 快速算法  34-35
  4.2 基于小波变换的图像融合  35-37
    4.2.1 基于小波变换的图像融合原理  35
    4.2.2 低频和高频的融合规则  35-37
  4.3 本文融合过程  37-38
  4.4 实验结果及分析  38-41
第五章 夜视图像融合系统的实现  41-52
  5.1 夜视图像融合系统方案的初步探讨  41-42
    5.1.1 硬件图像处理系统  41-42
    5.1.2 软件图像处理系统  42
    5.1.3 结论  42
  5.2 系统的总体方案  42-47
    5.2.1 MFC ActiveX 控件概述  43
    5.2.2 红外热像仪PV320  43-44
    5.2.3 Matrox 图像采集卡  44-47
  5.3 系统具体实现  47-52
第六章 总结与展望  52-53
参考文献  53-56
致谢  56-57
攻读学位期间发表的学术论文目录  57-58
上海交通大学学位论文答辩决议书  58

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 夜视技术、夜视仪
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