CN102567978A - 一种图像生成的方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开图像生成的方法和***，该方法包括：步骤1，多个图像采集单元进行探测后生成图像信号；步骤2，数据采集单元按该图像采集单元的分辨率对图像信号进行数据采集，存储图像数据到存储单元；步骤3，格式转换单元对于每个图像采集单元对应的图像数据，采用配置的单一时钟，从存储单元读取图像数据，并以配置的统一分辨率为目标分辨率，以该图像单元的分辨率为原始分辨率，对图像数据进行缩放；步骤4，数据融合单元将格式转换单元输出的各个图像采集单元对应的图像数据进行非线性融合，生成新的图像数据；步骤5，图像生成单元依据新的图像数据生成图像并显示。本发明能够解决将不同图像特点的图像数据融合时复杂度过高的问题。

Description

一种图像生成的方法和***

技术领域

本发明涉及计算机图像处理领域，特别涉及图像生成的方法和***。

背景技术

红外热成像，利用红热成像仪，例如热成像仪或红外热成像仪，通过非接触方式探测红外能量，红外能量为一种热量，并将其转换为电信号，进而加以处理后在显示器上生成热图像和温度值，并且可以对温度值进行计算。目标物体在没有任何光源的照射下，也能发出红外热辐射，同时由于红外辐射频段在3-5um或8-14um，因此不受外界大气、雾气遮挡等因素的影响。因此红外热成像可以在任何条件下进行成像。使用者不仅能够观察热图像，还能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。红外热成像仪能够将探测到的热量精确量化或测量，通过数字化处理之后，进行成像。

通常热红外图像的分辨率在640x480解析度之下，并且热红外图像的对比度比较低，因此分辨细节能力较差，不能反映目标物体的细节，图像通常只有灰度，通过黑热或者白热方式显示。另外，热红外辐射不能透过透明物体，例如玻璃，使红外热成像仪因为探测不到透明物体后目标物体的温差而无法成像。

可见光成像采用CCD(Charged Coupled Device，电荷耦合原件)或CMOS技术，通过半导体材料将可见光能量转换为电信号，通过数字化处理后进行成像。由于半导体加工工艺的发展以及图像处理技术的提高，CCD或CMOS成像分辨率以及图像质量已经大大提高，同时耗电量、芯片体积也得到缩减。

因此通过将红外热成像的图像与可见光成像的图像加以融合，可以在获得可见光图像的同时获得红外热成像图像，能够创造出更加实用的新型产品，可以广泛应用到电力监控、安防消防、医学医疗、安全防务、交通等各个行业。

但是由于红外热成像图像的原理、图像的特点与可见光成像图像的特点完全不同，简单的结合是不能实现生成图像，需要应用独立的数字处理单元才可以达到无缝、实时的图像融合。

现有技术的处理方法通常是通过独立的图像处理管道完成数据处理。一条图像处理管道对红外热成像图像进行采集、数字化处理、存储；另一条图像处理管道对可见光成像图像进行采集、数字化处理。如果实现图像融合，需要通过画面合成模块将两个图像处理管道的数据加以变换、合成之后才能统一显示。

独立的图像处理管道技术以及画面合成技术，虽然能够实现红外热成像图像与可见光成像图像的合成与显示，但是必须使用独立的数字处理过程。原因在于红外热成像图像的原理、图像的特点与可见光成像图像的特点完全不同。因此，***复杂性大大增加，在可靠性、稳定性要求比较高的行业中使用现有技术融合红外热成像图像和可见光成像图像，无法满足该行业的需求。

发明内容

本发明提供的图像生成的方法和***，以解决将不同图像特点的图像数据融合时复杂度过高的问题。

本发明公开的一种图像生成的方法，所述方法包括：

步骤1，多个图像采集单元中的每个图像采集单元进行探测后生成图像信号；

步骤2，对于每个图像采集单元，数据采集单元按所述图像采集单元的分辨率对所述图像采集单元生成的图像信号进行数据采集，存储图像数据到存储单元；

步骤3，格式转换单元对于每个图像采集单元对应的图像数据，采用配置的单一时钟，从存储单元读取图像数据，并以配置的统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，对图像数据进行缩放；

步骤4，数据融合单元将格式转换单元输出的各个图像采集单元对应的图像数据进行非线性融合，生成新的图像数据；

步骤5，图像生成单元依据新的图像数据生成图像并显示。

其中，所述步骤4和所述步骤5之间还包括：

步骤21，图像改进单元对所述新的图像数据进行增强和/或去噪声处理。

其中，所述步骤3包括：

步骤31，对于每个图像采集单元，格式转换单元比较所述图像采集单元的分辨率与所述统一分辨率，如果所述统一分辨率较小，则执行步骤32，否则，执行步骤33；

步骤32，采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性缩小方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据；

步骤33，采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性放大方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据。

其中，所述步骤2包括：

步骤41，对于每个图像采集单元，数据采集单元为所述图像采集单元指定对应的处理通道；

步骤42，对于每个图像采集单元，数据采集单元在所述图像采集单元对应的处理通道中按所述图像采集单元的分辨率对所述图像采集单元生成的图像信号进行数据采集，存储图像数据到存储单元。

其中，所述多个图像采集单元包括红外探测器和可见光摄像头。

其中，所述步骤32包括：

步骤61，采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像采集单元的分辨率为原始分辨率，按最近邻法等间隔地读取存储的所述图像采集单元对应图像数据；

或者，

所述步骤33包括：

步骤62，采用所述单一时钟，读取存储的所述图像采集单元对应图像数据，在读取时，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，在读取的数据中进行插值。

本发明还公开了一种图像生成的***，所述***包括：用于存储数据的存储单元，数据采集单元、格式转换单元、数据融合单元、图像生成单元，以及多个图像采集单元；

图像采集单元，用于进行探测后生成图像信号；

数据采集单元，用于对于每个图像采集单元，按所述图像采集单元的分辨率对所述图像采集单元生成的图像信号进行数据采集，存储图像数据到存储单元；

格式转换单元，用于对于每个图像采集单元对应的图像数据，采用配置的单一时钟，从存储单元读取图像数据，并以配置的统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，对图像数据进行缩放；

数据融合单元，用于将格式转换单元输出的各个图像采集单元对应的图像数据进行非线性融合，生成新的图像数据；

图像生成单元，用于依据新的图像数据生成图像并显示。

其中，所述***还包括：

图像改进单元，用于对数据融合单元输出的新的图像数据进行增强和/或去噪声处理，将处理后的新数据输出给图像生成单元。

其中，所述格式转换单元用于对于每个图像采集单元，比较所述图像采集单元的分辨率与所述统一分辨率，如果所述统一分辨率较小，则采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性缩小方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据，否则，采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性放大方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据。

其中，所述格式转换单元在采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性缩小方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据时用于采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像采集单元的分辨率为原始分辨率，按最近邻法等间隔地读取存储的所述图像采集单元对应图像数据；

或者，

所述格式转换单元在采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性放大方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据时用于采用所述单一时钟，读取存储的所述图像采集单元对应图像数据，在读取时，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，在读取的数据中进行插值。

本发明实施例的有益效果是：将多个图像采集单元的图像数据转换为统一的分辨率和时序后，再对各个图像数据进行融合，最终生成图像，既能够利用多种图像采集单元的图像数据提高图像质量，又能够降低处理的复杂度；通过对融合生成的新图像数据进行去噪声和增强，能够进一步提高图像质量。

附图说明

图1为本发明图像生成的方法的流程图；

图2为本发明图像生成的方法实施例的流程图；

图3为本发明图像生成的方法实施例中数据采集单元进行采集的示意图；

图4为本发明图像生成的方法实施例中格式转换单元进行图像数据格式统一的示意图；

图5为本发明图像生成的方法实施例中数据融合单元进行图像数据融合的示意图；

图6为本发明图像生成的***的结构图；

图7为本发明图像生成的***的实施方式的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，为本发明图像生成的方法的流程图。

步骤S100，多个图像采集单元中的每个图像采集单元进行探测后生成图像信号。

其中，所述多个图像采集单元包括红外探测器和可见光摄像头。

步骤S200，对于每个图像采集单元，数据采集单元按所述图像采集单元的分辨率对该图像采集单元生成的图像信号进行数据采集，存储图像数据到存储单元。

步骤S300，格式转换单元对于每个图像采集单元对应的图像数据，采用配置的单一时钟，从存储单元读取图像数据，并以配置的统一分辨率为目标分辨率，以该图像单元的分辨率为原始分辨率，对图像数据进行缩放。

步骤S400，数据融合单元将格式转换单元输出的各个图像采集单元对应的图像数据进行非线性融合，生成新的图像数据。

步骤S500，图像生成单元依据新的图像数据生成图像并显示。

在一较佳的实施方式中，对新的图像数据进行增强和/或去噪声处理，以进一步提高图像质量。

所述步骤S400和所述步骤S500之间还包括：图像改进单元对所述新的图像数据进行增强和/或去噪声处理。

具体可以通过多种方式实现增强和/或去噪声处理，例如通过小波变换进行去噪和增强处理。

在一较佳的实施方式中，所述步骤S300采用如下方式实现对各个图像采集单元的图像数据的格式的统一。

所述步骤S300包括：

步骤S310，对于每个图像采集单元，格式转换单元比较所述图像采集单元的分辨率与所述统一分辨率，如果所述统一分辨率较小，则执行步骤S320，否则，执行步骤S330。

步骤S320，采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性缩小方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据。

其中，S320可以通过如下方式实现。

对于存储的图像采集单元的图像数据，采用所述单一时钟，以统一分辨率为目标分辨率，以图像采集单元的分辨率为原始分辨率，按最近邻法等间隔地读取存储的该图像采集单元对应图像数据。

步骤S330，采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性放大方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据。

其中，S330可以通过如下方式实现。

对于存储的图像采集单元的图像数据，采用所述单一时钟，读取存储的该图像采集单元对应图像数据，在读取时以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，在读取的数据中进行插值。

在一较佳的实施方式中，所述步骤S200按如下方式实现对各个图像采集单元的图像信号的采集。

所述步骤S200包括：

步骤S210，对于每个图像采集单元，数据采集单元为所述图像采集单元指定对应的处理通道。

步骤S220，对于每个图像采集单元，数据采集单元在所述图像采集单元对应的处理通道中按所述图像采集单元的分辨率对所述图像采集单元生成的图像信号进行数据采集，存储图像数据到存储单元。

参见图2，为本发明图像生成的方法实施例的流程图。

外挂多个图像采集单元，通过通道识别每个图像采集单元的图像分辨率，数据位宽，进行数据采集后，存储图像数据。其中，存储的各个图像数据的格式各不同。采用统一的格式，重建数据时序，将各个图像数据的格式转换为统一的格式。对于统一格式的各个图像采集单元的图像的数据位进行非线性融合，也就是相同位置上进行排序补充。然后对融合后的新图像数据进行增强，去噪，输出显示。

步骤S201，多个图像采集单元中的每个图像采集单元进行探测后生成图像信号。

本实施例中，所述多个图像采集单元数量为两个，分别为红外探测器和可见光摄像头。

本发明中图像采集单元数量不限于此，可以为多个红外探测器和多个可见光摄像头。

步骤S202，对于每个图像采集单元，数据采集单元按所述图像采集单元的分辨率对该图像采集单元生成的图像信号进行数据采集，存储图像数据到存储单元。

参见图3，为本发明图像生成的方法实施例中数据采集单元进行采集的流程图。

步骤S301，数据采集单元为红外探测器指定处理通道1，为可见光摄像头指定处理通道2。

步骤S302，数据采集单元在处理通道1中按红外探测器的分辨率对红外探测器生成的图像信号进行数据采集；在处理通道2中按可见光摄像头的分辨率对可见光摄像头生成的图像信号进行数据采集。

步骤S303，数据采集单元将采集的红外探测器和可见光摄像头的图像数据分别存储到存储单元中。

步骤S203，格式转换单元对于每个图像采集单元对应的图像数据，采用配置的单一时钟，从存储单元读取图像数据，并以配置的统一分辨率为目标分辨率，以该图像单元的分辨率为原始分辨率，对图像数据进行缩放。

参见图4，为本发明图像生成的方法实施例中格式转换单元进行图像数据格式统一的示意图图。

从存储单元中读取红外探测器对应的图像数据和可见光摄像头对应的图像数据。其中，红外探测器的分辨率小于配置的统一分辨率，可见光摄像头的分辨率大于配置的统一分辨率。

对于存储的可见光摄像头的图像数据，采用所述单一时钟，以统一分辨率为目标分辨率，以可见光摄像头的分辨率为原始分辨率，按最近邻法等间隔地读取存储的可见光摄像头对应图像数据。

对于存储的红外探测器的图像数据，采用所述单一时钟，读取存储的红外探测器对应图像数据，在读取时以所述统一分辨率为目标分辨率，以红外探测器的分辨率为原始分辨率，在读取的数据中进行插值。

将格式转后的红外探测器的图像数据和可见光摄像头的图像数据输出。

步骤S204，数据融合单元将格式转换单元输出的各个图像采集单元对应的图像数据进行非线性融合，生成新的图像数据。

参见图5，为本发明图像生成的方法实施例中数据融合单元进行图像数据融合的示意图。

可以通过直方拉伸或广范围动态图像缩放对数据进行非线性融合。

由于通过格式转换单元的处理，已经将红外探测器的图像数据和可见光摄像头的图像数据的数据格式统一。在进行非线性融合时，图像数据对应图像中的位置已经对齐，便于对两条通道的图像数据进行非线性融合，如拉伸，映射等操作。产生非线性融合后对应的新数据。

步骤S205，图像改进单元对所述新的图像数据进行增强和去噪声处理。

本实施例中采用小波变换进行增强和去噪声。

步骤S206，图像生成单元依据新的图像数据生成图像并显示。

参见图6，为本发明图像生成的***的结构图。

所述***包括：用于存储数据的存储单元600，数据采集单元200、格式转换单元300、数据融合单元400、图像生成单元500，以及多个图像采集单元100。

其中，所述多个图像采集单元100包括红外探测器和可见光摄像头。

图像采集单元100，用于进行探测后生成图像信号。

数据采集单元200，用于对于每个图像采集单元，按所述图像采集单元的分辨率对所述图像采集单元生成的图像信号进行数据采集，存储图像数据到存储单元600。

格式转换单元300，用于对于每个图像采集单元对应的图像数据，采用配置的单一时钟，从存储单元600读取图像数据，并以配置的统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，对图像数据进行缩放。

数据融合单元400，用于将格式转换单元300输出的各个图像采集单元对应的图像数据进行非线性融合，生成新的图像数据。

图像生成单元500，用于依据新的图像数据生成图像并显示。

在一较佳的实施方式中，***结构如图7所示。

所述***还包括图像改进单元700。

图像改进单元700用于对数据融合单元400输出的新的图像数据进行增强和/或去噪声处理，将处理后的新数据输出给图像生成单元500。

在一较佳的实施方式中，所述格式转换单元用于对于每个图像采集单元，比较所述图像采集单元的分辨率与所述统一分辨率，如果所述统一分辨率较小，则采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性缩小方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据，否则，采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性放大方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据。

在一较佳的实施方式中，所述格式转换单元在采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性缩小方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据时用于采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像采集单元的分辨率为原始分辨率，按最近邻法等间隔地读取存储的所述图像采集单元对应图像数据。

在一较佳的实施方式中，所述格式转换单元在采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性放大方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据时用于采用所述单一时钟，读取存储的所述图像采集单元对应图像数据，在读取时，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，在读取的数据中进行插值。

在一较佳的实施方式中，数据采集单元用于对于每个图像采集单元，为所述图像采集单元指定对应的处理通道；在所述图像采集单元对应的处理通道中按所述图像采集单元的分辨率对所述图像采集单元生成的图像信号进行数据采集，存储图像数据到存储单元。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种图像生成的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，多个图像采集单元中的每个图像采集单元进行探测后生成图像信号；

步骤2，对于每个图像采集单元，数据采集单元按所述图像采集单元的分辨率对所述图像采集单元生成的图像信号进行数据采集，存储图像数据到存储单元；

步骤3，格式转换单元对于每个图像采集单元对应的图像数据，采用配置的单一时钟，从存储单元读取图像数据，并以配置的统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，对图像数据进行缩放；

步骤4，数据融合单元将格式转换单元输出的各个图像采集单元对应的图像数据进行非线性融合，生成新的图像数据；

步骤5，图像生成单元依据新的图像数据生成图像并显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤4和所述步骤5之间还包括：

步骤21，图像改进单元对所述新的图像数据进行增强和/或去噪声处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤3包括：

步骤31，对于每个图像采集单元，格式转换单元比较所述图像采集单元的分辨率与所述统一分辨率，如果所述统一分辨率较小，则执行步骤32，否则，执行步骤33；

步骤32，采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性缩小方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据；

步骤33，采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性放大方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤2包括：

步骤41，对于每个图像采集单元，数据采集单元为所述图像采集单元指定对应的处理通道；

步骤42，对于每个图像采集单元，数据采集单元在所述图像采集单元对应的处理通道中按所述图像采集单元的分辨率对所述图像采集单元生成的图像信号进行数据采集，存储图像数据到存储单元。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述多个图像采集单元包括红外探测器和可见光摄像头。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述步骤32包括：

步骤61，采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像采集单元的分辨率为原始分辨率，按最近邻法等间隔地读取存储的所述图像采集单元对应图像数据；

或者，

所述步骤33包括：

步骤62，采用所述单一时钟，读取存储的所述图像采集单元对应图像数据，在读取时，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，在读取的数据中进行插值。

7.一种图像生成的***，其特征在于，所述***包括：用于存储数据的存储单元，数据采集单元、格式转换单元、数据融合单元、图像生成单元，以及多个图像采集单元；

图像采集单元，用于进行探测后生成图像信号；

数据采集单元，用于对于每个图像采集单元，按所述图像采集单元的分辨率对所述图像采集单元生成的图像信号进行数据采集，存储图像数据到存储单元；

格式转换单元，用于对于每个图像采集单元对应的图像数据，采用配置的单一时钟，从存储单元读取图像数据，并以配置的统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，对图像数据进行缩放；

数据融合单元，用于将格式转换单元输出的各个图像采集单元对应的图像数据进行非线性融合，生成新的图像数据；

图像生成单元，用于依据新的图像数据生成图像并显示。

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，

所述***还包括：

图像改进单元，用于对数据融合单元输出的新的图像数据进行增强和/或去噪声处理，将处理后的新数据输出给图像生成单元。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述格式转换单元用于对于每个图像采集单元，比较所述图像采集单元的分辨率与所述统一分辨率，如果所述统一分辨率较小，则采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性缩小方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据，否则，采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性放大方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据。

10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，

所述格式转换单元在采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性缩小方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据时用于采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像采集单元的分辨率为原始分辨率，按最近邻法等间隔地读取存储的所述图像采集单元对应图像数据；

或者，

所述格式转换单元在采用所述单一时钟，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，按线性放大方式从存储单元读取所述图像采集单元对应图像数据时用于采用所述单一时钟，读取存储的所述图像采集单元对应图像数据，在读取时，以所述统一分辨率为目标分辨率，以所述图像单元的分辨率为原始分辨率，在读取的数据中进行插值。

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