多波段彩色夜视对比度增强技术

作     者：曾祥通 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张玉珍

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：夜视图像 色彩传递 对比度增强 非负矩阵分解 融合系统 

摘      要：彩色夜视技术能改善夜视图像的成像质量,有利于人眼对场景的视觉感知和目标的识别,是当前国内外军事研究的关键技术之一,针对目前彩色夜视领域融合图像细节不清晰、对比度不明显问题,本文研究夜视微光和红外图像融合及色彩传递理论,提出了两种多波段彩色夜视图像融合对比度增强算法。论文首先介绍了几种常用的色彩空间及色彩传递的相关理论,基于上述理论深入研究NRL、Toet、基于YUV空间色彩传递等彩色夜视领域应用比较广泛的几种彩色夜视融合方法,针对这些方法融合的图像色彩不自然、细节信息不丰富以及色彩传递后彩色夜视图像中热目标与背景间对比度被弱化问题,本文提出一种基于融合与色彩传递相结合夜视图像对比度增强算法,仿真结果表明,该算法能得到边缘细节清晰、色彩自然、目标与背景间对比度增强的彩色夜视融合图像。其次,夜视图像彩色化的最终目的是获得易于人眼分辨的自然彩色图像。本文基于人的视觉特性出发,研究基于人眼视觉感知的HSI色彩空间,提出一种夜视微光与红外图像颜色对比度增强融合算法,该算法得到的彩色夜视图像纹理清晰、色彩自然,易于人眼分辨,同时针对不同的场景热目标与背景的对比度得到明显加强。最后,在上述研究和仿真结果的基础上,本文搭建了多波段可见光和红外双通道视频图像融合和基于YUV空间色彩传递系统。软件融合系统分别对白天和夜晚场景进行实时融合,得到的彩色融合图像热目标突出且易于人眼分辨。硬件系统分别对室内和室外实时融合实验也得到对比度明显增强的彩色融合图像。这些工作的取得为融合系统的功能集成化和小型化具有重要的参考价值。