CN208240087U - 一种红外与可见光融合***及图像融合装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种红外与可见光融合***及图像融合装置，***包括：用于获取被测目标的可见红外图像的红外光学装置；用于获取被测目标的可见光图像的可见光光学装置；用于将可见红外图像和可见光图像进行图像融合的图像融合装置；用于将进行图像融合的形成的光融合图像进行显示的显示装置；其中，红外光学装置和可见光光学装置分别与图像融合装置连接，图像融合装置与显示装置连接。本实用新型提供的红外与可见光融合***及图像融合装置可通过将红外可见图像与可见光进行合理融合，并采取相应的配准措施，使得融合后的图像具有清晰度高、精度高、可靠性高以及无冗余的特点，使用户获得更好质量的图像和用户体验。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种图像融合领域，尤其涉及一种红外与可见光融合***及图像融合装置。
背景技术
目前，单一红外图像分辨率低，但无论白昼均可使用。单一可见光图像虽然图像分辨率高，然而夜间成像效果较差，图像信息模糊不清。
现有技术中，存在将红外与可见光进行融合的相关技术和装置，图像融合应用已扩展到许多领域，所要满足的要求也越来越多，如由重叠图像重构场景、保持图像和中等分辨率成像光谱仪器时空和频谱特征的融合、保持光谱平衡的融合、保持信息的融合、利用融合来增强散焦图像等等。
红外与可见光融合在军用方面主要是军事目标的定位、识别、跟踪、侦察，隐蔽武器的探测，战场监控，夜间飞行指导，在无人侦察机、装甲车、坦克已逐渐应用。以目标检测为例，军事上使用图像融合技术进行目标检测十分普遍。由于军事目标往往具有隐蔽性，变化也较快，因此使用的图像应该能很好地显示出这些特征。这样，进行目标检测经常采用的图像就包括可以在恶劣天气状况下成像的雷达图像、具有反伪装能力的红外图像和可见光图像等。图像融合在民用方面已应用到安防、监控、森林防火等领域。
但红外与可见光图像信息之间存在着冗余和重叠，使得融合后的图像不清晰，比较模糊，且精度、可靠性以及使用率也不高。
现有的红外与可见光融合技术存在以下缺陷：
(1)融合图像存在冗余、重叠等现象；
(2)融合图像不清晰、像素不高，比较模糊；
(3)融合图像的精度和可靠性不足。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种红外与可见光融合***及图像融合装置，可解决融合图像冗余、易重叠、不清晰，像素低、精度以及可靠性不足的问题。
本实用新型提供的一种红外与可见光融合***及图像融合装置通过将红外可见图像与可见光进行合理融合，并采取相应的配准措施，使得融合后的图像具有清晰度高、精度高、可靠性高以及无冗余的特点，使用户获得更好质量的图像和用户体验。
本实用新型提供的一种红外与可见光融合***包括：
用于获取被测目标的可见红外图像的红外光学装置；
用于获取被测目标的可见光图像的可见光光学装置；
用于将可见红外图像和可见光图像进行图像融合的图像融合装置；
用于将图像融合装置进行图像融合的形成的光融合图像进行显示的显示装置；
其中，红外光学装置和可见光光学装置分别与图像融合装置连接，图像融合装置与显示装置连接。
优选的，红外光学装置包括红外镜头、外红传感器、红外信号转换器以及红外输出端口，其中：
红外镜头用于接收和汇聚被测目标的红外辐射能量信息；
红外传感器用于将红外辐射能量信息的热辐射信号转换为红外电信号；
红外信号转换器用于将红外电信号转换成可见红外图像；
红外输出端口用于将可见红外图像传输给图像融合装置。
优选的，可见光光学装置包括可见光摄像机以及可见光输出端口，其中：
可见光摄像机用于拍摄被测目标的可见光图像；
可见光输出端口用于将可见光图像传输给图像融合装置。
优选的，图像融合装置包括输入端口、融合控制器、图像拼接器以及输出端口，其中：
输入端口用于接收可见红外图像以及可见光图像；
融合控制器用于控制可见红外图像以及可见光图像进行图像融合；
图像拼接器用于将经过融合控制器处理过的图像进行图像拼接得到光融合图像；
输入端口用于将光融合图像传输给显示装置。
优选的，图像拼接器为4K图像拼接器。
优选的，红外光学装置为红外热像仪。
优选的，显示装置为显示屏或者显示面板。
本实用新型提供的一种红外与可见光融合***通过将红外可见图像与可见光进行合理融合，并采取相应的配准措施，使得融合后的图像具有清晰度高、精度高、可靠性高以及无冗余的特点，使用户获得更好质量的图像和用户体验。
另外，本实用新型提供的一种图像融合装置包括：
输入端口、融合控制器、图像拼接器以及输出端口，其中，
输入端口用于接收可见红外图像以及可见光图像；
融合控制器用于控制可见红外图像以及可见光图像进行图像融合；
图像拼接器用于将经过融合控制器处理过的图像进行图像拼接得到光融合图像；
输入端口用于将光融合图像传输给显示装置。
优选的，图像拼接器为4K图像拼接器。
优选的，显示装置为显示屏或者显示面板。
本实用新型提供的一种图像融合装置通过将红外可见图像与可见光进行合理融合，并采取相应的配准措施，使得融合后的图像具有清晰度高、精度高、可靠性高以及无冗余的特点，使用户获得更好质量的图像和用户体验。
本实用新型的有益效果在于：通过将红外可见图像与可见光进行合理融合，并采取相应的配准措施，使得融合后的图像具有清晰度高、精度高、可靠性高以及无冗余的特点，使用户获得更好质量的图像和用户体验。
附图说明
图1为本实用新型红外与可见光融合***一实施方式的结构示意图；
图2为本实用新型红外与可见光融合***另一实施方式的结构示意图；
图3为本实用新型图像融合装置一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
参阅图1，图1为本实用新型红外与可见光融合***一实施方式的结构示意图。
在本实施方式中，红外与可见光融合***包括红外光学装置10、可见光光学装置20、图像融合装置30以及显示装置40。其中，红外光学装置10和可见光光学装置20分别与所述图像融合装置30连接，所述图像融合装置30与显示装置40连接。
所述红外光学装置10可以为但不限定红外热像仪、红外传感器等，所述可见光光学装置可以为但不限定摄像机、相机或者具有拍照功能的智能装置等，图像融合装置可以为但不限定图像融合器、图像处理器等。
在本实施方式中，所述红外光学装置10用于获取被测目标的红外辐射能量信息，并将所述红外辐射能量信息转化为可见红外图像，并将所述红外图像传输给所述图像融合装置30。
所述可见光光学装置20用于获取被测目标的可见光图像，并将所述可见光图像传输给所述图像融合装置30。
所述图像融合装置30通过图像融合技术将所述可见红外图像与所述可见光图形进行图像融合生成光融合图像，并将所述光融合图像传输给所述显示装置40。
所述显示装置40用于将所述光融合图像进行显示。
需要说明的是，被测目标的红外辐射能量信息经过接收后，可以将能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这个红外热像图与物体表面的热分布相对应，且红外热像图上面的不同颜色代表被测目标的不同温度。
可见光为人类肉眼能够看见的，因此获取可见光的途径很多，比如有照相机拍摄，能够得到可见光图像，即常见的普通图像。
图像融合技术一般采用图像特征检测、特征匹配、模型估计以及图像变换的方式进行图像融合。
图像融合装置可以为但不限定于图像融合器，如AGT图像融合器。
显示装置40可以为但不限定于显示屏或者显示面板等。
本使用新型提供的红外与可见光融合***通过将红外可见图像与可见光进行合理融合，并采取相应的配准措施，使得融合后的图像具有清晰度高、精度高、可靠性高以及无冗余的特点，使用户获得更好质量的图像和用户体验。
参阅图2，图2为本实用新型红外与可见光融合***另一实施方式的结构示意图。
在本实施方式中，红外与可见光融合***包括红外光学装置10＇、可见光光学装置20＇、图像融合装置30＇以及显示装置40＇。其中，红外光学装置10＇和可见光光学装置20＇分别与所述图像融合装置30＇连接，所述图像融合装置30＇与显示装置40＇连接。
所述红外光学装置10可以为但不限定红外热像仪、红外传感器等，所述可见光光学装置可以为但不限定摄像机、相机或者具有拍照功能的智能装置等，图像融合装置可以为但不限定图像融合器、图像处理器等。
在本实施方式中，所述红外光学装置10＇包括红外镜头110、外红传感器120、红外信号转换器130以及红外输出端口140。所述红外镜头110用于接收和汇聚所述被测目标的红外辐射能量信息。所述红外传感器120用于将所述红外辐射能量信息的热辐射信号转换为红外电信号。所述红外信号转换器130用于将所述红外电信号转换成所述可见红外图像。所述红外输出端口140用于将所述可见红外图像传输给所述图像融合装置。
可以理解的是，被测目标的红外辐射能量信息经过接收后，可以将能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这个红外热像图与物体表面的热分布相对应，且红外热像图上面的不同颜色代表被测目标的不同温度。
在本实施方式中，所述可见光光学装置20＇包括可见光摄像机210以及可见光输出端口220。所述可见光摄像机210用于拍摄所述被测目标的可见光图像。所述可见光输出端口220用于将所述可见光图像传输给所述图像融合装置。
可以理解的是，可见光为人类肉眼能够看见的，因此获取可见光的途径很多，比如有照相机拍摄，能够得到可见光图像，即常见的普通图像。
在本实施方式中，所述图像融合装置30＇包括输入端口310、融合控制器320、图像拼接器330以及输出端口340。所述输入端口310用于接收所述可见红外图像以及所述可见光图像。所述融合控制器320用于控制所述可见红外图像以及所述可见光图像进行图像融合。所述图像拼接器330用于将经过融合控制器处理过的图像进行图像拼接得到所述光融合图像。所述输入端口340用于将所述光融合图像传输给所述显示装置。其中，图像拼接器为4K图像拼接器，显示装置为显示屏或者显示面板。
值得一说的是，图像融合装置30＇可以为但不限定于图像融合器，如AGT图像融合器。
需要理解的是，在进行图像融合之前，需要完成一些预备工作，其中会使用到许多图像处理的技术。所有的图像融合算法一般可以分为以下三步完成，首先第一步是图像的预处理工作，由于图像融合的图像来自不同的传感器或者不同条件下拍摄得到的，所以可能存在分辨率、灰度范围等等差别，需要做归一化等初步的预处理工作；其次是图像的配准工作，这一步是图像融合中必不可少的一步，配准精确程度直接影响着最后的图像融合效果，一般要求做到图像间的像素点的一一对应，有时甚至需要亚像素精度，最后是根据不同的融合层次，合成融合图像或者提取特征融合或者对不同算法结果作决策融合。
进一步理解的是，图像配准是解决不同场景下获得的图像之间差异的一个课题，在许多高层次的图像处理过程中是必不可少的一步，直接影响着后续算法的效果。由于待配准图像的多样性以及各种干扰退化的影响，设计适合于所有配准任务的算法是很不现实的。每种配准算法不仅需要考虑配准图像之间的几何变换模型，还要顾及噪声影响、配准精度以及应用数据特点等因素。
上述图像融合算法以及图像配准均是现有的图像融合技术，在此说明，并在不本实用新型保护范围。
本使用新型提供的红外与可见光融合***通过将红外可见图像与可见光进行合理融合，并采取相应的配准措施，使得融合后的图像具有清晰度高、精度高、可靠性高以及无冗余的特点，使用户获得更好质量的图像和用户体验。
参阅图3，图3为本实用新型图像融合装置一实施方式的结构示意图。
在本实施方式中，图像融合装置30"包括输入端口310＇、融合控制器320＇、图像拼接器330＇以及输出端口340＇。所述输入端口310＇用于接收所述可见红外图像以及所述可见光图像。所述融合控制器320＇用于控制所述可见红外图像以及所述可见光图像进行图像融合。所述图像拼接器330＇用于将经过融合控制器处理过的图像进行图像拼接得到所述光融合图像。所述输入端口340＇用于将所述光融合图像传输给所述显示装置。其中，图像拼接器为4K图像拼接器，显示装置为显示屏或者显示面板。
需要理解的是，在进行图像融合之前，需要完成一些预备工作，其中会使用到许多图像处理的技术。所有的图像融合算法一般可以分为以下三步完成，首先第一步是图像的预处理工作，由于图像融合的图像来自不同的传感器或者不同条件下拍摄得到的，所以可能存在分辨率、灰度范围等等差别，需要做归一化等初步的预处理工作；其次是图像的配准工作，这一步是图像融合中必不可少的一步，配准精确程度直接影响着最后的图像融合效果，一般要求做到图像间的像素点的一一对应，有时甚至需要亚像素精度，最后是根据不同的融合层次，合成融合图像或者提取特征融合或者对不同算法结果作决策融合。
进一步理解的是，图像配准是解决不同场景下获得的图像之间差异的一个课题，在许多高层次的图像处理过程中是必不可少的一步，直接影响着后续算法的效果。由于待配准图像的多样性以及各种干扰退化的影响，设计适合于所有配准任务的算法是很不现实的。每种配准算法不仅需要考虑配准图像之间的几何变换模型，还要顾及噪声影响、配准精度以及应用数据特点等因素。
上述图像融合算法以及图像配准均是现有的图像融合技术，在此说明，并在不本实用新型保护范围。
本使用新型提供的红外与可见光融合***通过将红外可见图像与可见光进行合理融合，并采取相应的配准措施，使得融合后的图像具有清晰度高、精度高、可靠性高以及无冗余的特点，使用户获得更好质量的图像和用户体验。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种红外与可见光融合***，其特征在于，所述***包括：
用于获取被测目标的可见红外图像的红外光学装置；
用于获取所述被测目标的可见光图像的可见光光学装置；
用于将所述可见红外图像和可见光图像进行图像融合的图像融合装置；
用于将所述图像融合装置进行图像融合的形成的光融合图像进行显示的显示装置；
其中，所述红外光学装置和所述可见光光学装置分别与所述图像融合装置连接，所述图像融合装置与所述显示装置连接。
2.如权利要求1所述的红外与可见光融合***，其特征在于，所述红外光学装置包括红外镜头、红外传感器、红外信号转换器以及红外输出端口，其中：
所述红外镜头用于接收和汇聚所述被测目标的红外辐射能量信息；
所述红外传感器用于将所述红外辐射能量信息的热辐射信号转换为红外电信号；
所述红外信号转换器用于将所述红外电信号转换成所述可见红外图像；
所述红外输出端口用于将所述可见红外图像传输给所述图像融合装置。
3.如权利要求1所述的红外与可见光融合***，其特征在于，所述可见光光学装置包括可见光摄像机以及可见光输出端口，其中：
所述可见光摄像机用于拍摄所述被测目标的可见光图像；
所述可见光输出端口用于将所述可见光图像传输给所述图像融合装置。
4.如权利要求1-3任一项所述的红外与可见光融合***，其特征在于，所述图像融合装置包括输入端口、融合控制器、图像拼接器以及输出端口，其中：
所述输入端口用于接收所述可见红外图像以及所述可见光图像；
所述融合控制器用于控制所述可见红外图像以及所述可见光图像进行图像融合；
所述图像拼接器用于将经过融合控制器处理过的图像进行图像拼接得到所述光融合图像；
所述输入端口用于将所述光融合图像传输给所述显示装置。
5.如权利要求4所述的红外与可见光融合***，其特征在于，所述图像拼接器为4K图像拼接器。
6.如权利要求1-2任一项所述的红外与可见光融合***，其特征在于，所述红外光学装置为红外热像仪。
7.如权利要求1所述的红外与可见光融合***，其特征在于，所述显示装置为显示屏或者显示面板。
8.一种图像融合装置，其特征在于，所述装置包括输入端口、融合控制器、图像拼接器以及输出端口，其中：
所述输入端口用于接收可见红外图像以及可见光图像；
所述融合控制器用于控制所述可见红外图像以及所述可见光图像进行图像融合；
所述图像拼接器用于将经过融合控制器处理过的图像进行图像拼接得到光融合图像；
所述输入端口用于将所述光融合图像传输给显示装置。
9.如权利要求8所述的图像融合装置，其特征在于，所述图像拼接器为4K图像拼接器。
10.如权利要求8所述的图像融合装置，其特征在于，所述显示装置为显示屏或者显示面板。
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2017
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