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红外与微光图像融合实时处理系统硬件设计

红外与微光图像融合实时处理系统硬件设计
红外与微光图像融合实时处理系统硬件设计

南京理工大学

硕士学位论文

红外与微光图像融合实时处理系统硬件设计

姓名:刘咏

申请学位级别:硕士

专业:物理电子学

指导教师:常本康

20060601

推动了该项技术的发展,促使众多国家将之实用化。图像融合首先在二十世纪70年代后期被提出,美国国防部早在1988年就把它列为了重点研发的技术之一。传感器技术不断发展使很多的图像可以进行融合,如雷达与红外图像融合,红外图像与可见光图像融合,雷达与雷达图像融合,不同波段红外图像融合,CT、PET、MRI等的图像融合,单传感器多谱图像融合,单传感器图像序列的融合,图像与非图像的融合等。

目前,美、英、日、德、意、俄等国家己开发出一些实用系统121。最早投入实际使用的图像融合系统是美国陆地资源卫星(LANDSAT):海湾战争中发挥很好作战性能的“LANTIRN”吊舱就是一种图像融合系统,它将红外前视、激光测距、可见光摄像机等多种传感器信息系统叠加在飞机的显示屏上;英国以II类通用组件为基础研制出了具有图像融合处理功能的双波段热像仪;美欧多套大型战区级传感器信息融合演示验证系统,其中相当重要的组成部分是武器平台上或分布式的图像融合装置,例如俄罗斯米格28新型战斗直升机上安装的将雷达、红外瞄准器、电视摄像机、夜视仪、航行仪表与计算机结合一体的融合系统,以及美国LawrenceLivermore国家实验室开发的基于多传感器图像融合的地雷监测系统等;美国休斯公司开发了一个具有自动目标识别和图像融合功能的系统,其基本组件是热成像传感器和毫米波雷达传感器;安装在英国猎人海上巡逻机(Nimrodmaritimepatrolaircraft)和美国阿帕奇直升机(Apachehelicopter)上的NightGiam图像融合系统为三波段的融合系统阱;现投入美国军方使用的NorthropCsru.tllman。sENVG体积小、重量轻、造价便宜,可提供非常简单方便的融合操作;Octet公司开发的ADEPT60.IFP实时图像跟踪和融合处理器如图1.1所示,其采用的是Waterfall解决方案【3】。

图1.1ADEPT60.1FP

美l酗uinox公司开发的DVP3000和DVP4000如图1.2所示[4】,对于DVP3000,其大小为3X4inch,重量约为74克,功耗为1.7w,可输出NTSC、S-Video信号,可处理最大1280X1024可见光和320×240热红外(30fps)图像的融合,而对于DVP4000,其大小为3X3inch,重量小于579,功耗仅为1.Sw,输出可直接连接摄像机,在处理能力方面,可以进行最大1280×1024可见光和320X240的热红外图像(60fps)的融合。它们的性能都是非常先进的,处理的效果如图1.3所示。

图1.2DVP-3000和DVP-4000

图1.3DVP-3000处理效果对比图

红外与微光图像融合是随着红外和微光技术的发展而发展的,同时又与硬件和软件的发展关系密切,在发展初期因其巨大的军事应用前景而处于保密状态,近年来随着研究的深入以及应用的扩展才逐渐公开其研究成果。美国德州仪器(1rI)公司在这方面走在了前列,该公司于二十世纪80年代后期开始研究夜视图像融合技术,其成果经过美国军方测试已经获得认可和好评,并于1995年底从美国夜视和电子传感器管理

红外图像与可见光图像融合笔记

红外图像与可见光图像融合 ——笔记 图像融合是将来自不同传感器在同一时间(或者不同时间)对同一目标获取的两幅或者多幅图像合成为一幅满足某种需求图像的过程。 为了获得较好的融合效果,在研究融合算法之前,对图像预处理理论及方法进行了研究。预处理理论主要包括图像去噪、图像配准和图像增强。图像去噪目的是为了减少噪声对图像的影响。图像配准是使处于不同状态下的图像达到统一配准状态的方法。图像增强是为了突出图像中的有用信息,改善图像的视觉效果,并方便图像的进一步融合。 图像融合评价方法:主观评价和客观评价。指标如:均值、标准差、信息熵等。 针对 IHS 变换和小波变换的优缺点,本文提出了一种基于这两种变换结合的图像融合方法。该算法的具体实现步骤如下:先对彩色可见光图像进行 IHS 变换,对红外图像进行增强,然后将变换后得到的 I 分量与已增强的红外图像进行 2 层小波分解,将获得的低频子带和高频子带使用基于窗口的融合规则,而后对分量进行小波重构和 IHS 逆变换,最后得到融合结果。经仿真实验证明,此结果优于传统 IHS 变换和传统小波变换,获得了较好的融合结果,既保持了可见光图像中的大量彩色信息又保留了红外图像的重要目标信息。 红外传感器反映的是景物温度差或辐射差,不易受风沙烟雾等复杂条件的影响。一般来说,红外图像都有细节信息表现不明显、对比度低、成像效果差等缺点,因此其可视性并不是很理想。 可见光成像传感器与红外成像传感器不同,它只与目标场景的反射有关与其他无关,所以可见光图像表现为有较好的颜色等信息,反应真实环境目标情况,但当有遮挡时就无法观察出遮挡的目标。 利用红外传感器发现烟雾遮挡的目标或在树木后的车辆等。在夜间,人眼不能很好的辨别场景中的目标,但由于不同景物之间存在着一定的温度差,可以利用红外传感器,它可以利用红外辐射差来进行探测,这样所成的图像虽然不能直接清晰的观察目标,但是能够将目标的轮廓显示出来,并能依据物体表面的温度和发射率的高低把重要目标从背景中分离出来,方便人眼的判读。但由于自身成像原理以及使用条件等原因,所形成图像具有噪声大、对比度低、模糊不清、视觉效果差等问题。不利于人眼判读。 可以将两者图像融合在一起,这样可以丰富图像信息,提高图像分辨率,增强图像的光谱信息,弥补单一传感器针对特定场景表达的不全面,实现对场景全面清晰准确的表达。 两者的主要区别有: (1)可见光图像与红外图像的成像原理不同,前者依据物体的反射率的不同进行成像,后者依据物体的温度或辐射率不同进行成像,因此红外图像的光谱信息明显不如可见光图像。

嵌入式图像处理系统的设计与实现.

43682009,30(19 计算机工程与设计Computer Engineering and Design 0引言 传统的图像处理技术主要依赖于大批量的电子计算机设备,大批量的电子设备在使用和保养时产生巨大的经费开支,增加行业成本。而嵌入式设备成本低、能耗小、可靠性高、体积小、重量轻以及维护使用方便等诸多优势。将嵌入式技术与图像处理结合可以开发出成本更低,可控性、可移动性及可靠性更佳的嵌入式图像处理系统。 1硬件平台设计 本系统的硬件平台是标准的通用嵌入式平台,其基本构 成有嵌入式中央处理器(三星44B0X 、输入输出系统(9键的小键盘和4.3寸液晶显示触摸屏和存储体系(同普通的PC 一样也具有三层存储体系:缓存(位于处理器中、内存(SDARM 以及外存(NandFlash 以及各种通信和调试接口。具体如图1所示的硬件平台体系结构。 嵌入式系统不同与一般的PC ,一般不能直接接受来自键盘的命令,本系统中使用ucos 系统软件平台,所以也没有Shell 。本系统在上电或者复位时,将自动执行ROM 中的Boot-Loader (存于NorFlash 的固定地址:0x0 ,BootLoader 将对系统进行标准自检,若自检通过,则将自动引导位于NandFlash 中的二进制文件,其文件名固定为System.bin 。该文件即为嵌入式图像处理软件系统的镜像文件,自此图像处理系统启动运行。 2 嵌入式图像处理软件系统设计

2.1 总体设计思想 本系统主要解决的问题就是图像处理如何在嵌入式环境 收稿日期:2008-10-12;修订日期:2009-08-05。 嵌入式系统工程 宋凯,严丽平,甘岚:嵌入式图像处理系统的设计与实现 2009,30(19 4369 下的实现,由于嵌入式环境的特性(比如可供选择的编程语言较少,可供使用的API 较少等,所以笔者需要着力解决的问题是通用接口(比如BMP 文件的读入以及常用算法的移植。为了提高工组效率以及本软件系统的可移植性,笔者决定将常用的接口及图像处理算法均以API 的形式封装起来。这样在以后的开发工作中,只要调用封装后的API 即可,可以提高系统的通用性。 2.2功能模块设计 基于前面的阐述,本系统采用模块化设计,每个模块包含 了一类图像处理的算法,而单个模块中的每个算法在执行时只需调用封装好的API 即可。具体的功能模块设计是将算法分为7大模块:图像几何变换、边缘检测及轮廓跟踪、直方图修正、半影调和去抖动、图像彩色变换、图像平滑锐化和腐蚀膨胀细化算法。在这7大系统模块下面,再进行到每一级算法的映射。7个模块构成了系统的主体。主层次结构如图2所示。另外在每个模块中有包含了多个图像处理算法,比如图像几何变换模块就含有8种算法,其结构如图3所示。另外的6个模块其设计与之相似,不再赘述。

微光和红外图像假彩色融合与处理算法研究

南京理工大学 硕士学位论文 微光和红外图像假彩色融合与处理算法研究 姓名:蔡炜涛 申请学位级别:硕士 专业:光学工程 指导教师:柏连发 20030301

砸I论义微光和红外幽像假彩色融合‘j处理算往研究 摘要 本文在分析微光图像和红外图像特征的基础上,结合色度学和实时性考虑,探索研究了微光和红外图像假彩色融合与预处理的理论算法。在夜视图像预处理技术方面,主要研究实现了图像配准、非均匀校正、图像增强等算法,并创新性地提出了红外图像基于全局的非均匀校正算法,验证并发展了等差数列直方图均衡图像增强方法。在夜视图像融合技术方面,提出了微光图像和红外图像假彩色融合的改进算法,并探索研究出一系列衍生算法。软件仿真与实际试验表明,其融合效果优于原始的算法。 关键词:预处理,假彩色,融合,非均匀校正,图像增强

删、J。论义撇光和红外图像假彩色融台与处理算法掰f究 ABSTRACT IDthisdissertation.onthebaseofanalysisonlow.1evel-light(LLL)andinfrared(IR)imagecharacterandalsotakingintoaccountofchromaticsandreal—timeprocessing,anumberoftheoreticalgorithmsoffalsecolorfusionandpre—processingonLLLandIRimagesareexplored.Inthetechniqueofpre—processingonnightvisionimages,suchalgorithmsasimageregistration,non—uniformitycorrection,imageenhancementaremainlystudiedandrealized.Aninnovatoryalgorithmoffull..scalenon..uniformitycorrectiononIRimagesispresentedandanarithmeticalprogressionhistogramequalizationalgorithmintheenhancementofimageisvalidatedanddevelopedinthisdissertation.Inthetechniqueoffusiononnightvisionimages,reformativealgorithmsoffalsecolorfusiononLLLandIRimagesandaseriesofderivative andpracticalalgorithmsareputforward,Thoughtsoftwareemulation oftheexperiment,thefusioneffectsaremoreexcellentthanthose originalalgorithms, Keywords:pre.processing,falsecolor,fusion,non—uniformitycorrection,imageenhancement

多聚焦图像融合方法综述

多聚焦图像融合方法综述 摘要:本文概括了多聚焦图像融合的一些基本概念和相关知识。然后从空域和频域两方面将多聚焦图像融合方法分为两大块,并对这两块所包含的方法进行了简单介绍并对其中小波变换化法进行了详细地阐述。最后提出了一些图像融合方法的评价方法。 关键词:多聚焦图像融合;空域;频域;小波变换法;评价方法 1、引言 按数据融合的处理体系,数据融合可分为:信号级融合、像素级融合、特征级融合和符号级融合。图像融合是数据融合的一个重要分支,是20世纪70年代后期提出的概念。该技术综合了传感器、图像处理、信号处理、计算机和人工智能等现代高新技术。它在遥感图像处理、目标识别、医学、现代航天航空、机器人视觉等方面具有广阔的应用前景。 Pohl和Genderen将图像融合定义为:“图像融合是通过一种特定的方法将两幅或多幅图像合成一幅新图像”,其主要思想是采用一定的方法,把工作于不同波长范围、具有不同成像机理的各种成像传感器对同一场景成像的多幅图像信息合成一幅新的图像。 作为图像融合研究重要内容之一的多聚焦图像融合,是指把用同一个成像设备对某一场景通过改变焦距而得到的两幅或多幅图像中清晰的部分组合成一幅新的图像,便于人们观察或计算机处理。图像融合的方法大体可以分为像素级、特征级、决策级3中,其中,像素级的图像融合精度较高,能够提供其他融合方法所不具备的细节信息,多聚焦融合采用了像素级融合方法,它主要分为空域和频域两大块,即: (1)在空域中,主要是基于图像清晰部分的提取,有梯度差分法,分块法等,其优点是速度快、方法简单,不过融合精确度相对较低,边缘吃力粗糙; (2)在频域中,具有代表性的是分辨方法,其中有拉普拉斯金字塔算法、小波变换法等,多分辨率融合精度比较高,对位置信息的把握较好,不过算法比较复杂,处理速度比较慢。 2、空域中的图像融合 把图像f(x,y)看成一个二维函数,对其进行处理,它包含的算法有逻辑滤波器法、加权平均法、数学形态法、图像代数法、模拟退火法等。 2.1 逻辑滤波器法 最直观的融合方法是两个像素的值进行逻辑运算,如:两个像素的值均大于特定的门限值,

基于多尺度变换的多源图像融合技术研究

基于多尺度变换的多源图像融合技术研究 多源图像融合是指综合两个或者多个源图像信息,获得对同一场景更为准确、更为全面和更为可靠描述的图像。目前,由于多尺度变换具有良好的时频域局部特性,因此它被广泛的应用于图像融合领域,当源图像采用多尺度变换进行分解后,所得到的分解系数会处于不同的尺度上,因此可以更有针对性的选择融合准则,实现系数最优化的融合,从而最终改善融合图像的质量。 在基于多尺度变换的图像融合算法中,比较成熟和应用较为广泛的当属基于拉普拉斯金字塔的图像融合算法和基于小波变换的图像融合算法。但这两种方法都有其局限性,在基于拉普拉金字塔的图像融合算法中,源图像经拉普拉斯金字 塔分解后不仅会产生大量的冗余信息,致使融合过程中数据量增大,而且分解后 产生的信息不具备方向性,在基于小波变换的图像融合算法中,虽然小波分解后 不会造成数据量增大,且有一定的方向性,从而在一定程度上弥补了拉普拉斯金 字塔分解的不足,但小波分解只能对低频信号进行,不能对高频信号进行,同时分解后如何选择一个具有优良特性的融合准则也是一个问题,最重要的是,由于小 波基不具备各向异性,因此往往不能实现对图像最为稀疏的表达,这些都会对最 终的融合图像质量产生不利影响。 因此,针对这些问题,本论文开展了以下几方面工作:(1)针对小波变换只能 对低频信号进行分解,不能对高频信号进行分解这一局限性,选用既能对低频信 号进行分解,又能对高频信号进行分解的小波包变换来对源图像进行分解和重构,并对融合准则进行了改进以实现红外图像与可见光图像融合。(2)针对融合准则的问题,特别介绍了脉冲耦合神经网络(Pulse Coupled Neural Network, PCNN),并将PCNN进行了有效的改进使之作为融合准则使用;同时为了解决小波变换过

图像采集通用控制系统的设计与实现

图像采集通用控制系统的设计与实现 张超,古乐野,徐晓,乔忠慧 (中国科学院成都计算机应用研究所,四川 成都610041) 摘要:本文介绍了一种基于ARM的实时图像采集通用控制系统的设计与实现。在设计中主要采用了LPC2132微控制器芯片和四相步进电机正弦波驱动器STK672—080芯片。文中主要介绍了该控制系统的工作原理、系统组成、硬件设计以及软件设计中的关键问题。 关键词:ARM;图像采集;人机交互;步进电机 中图分类号:TP368.1文献标志码:B Design and Implementation of Universal Control System in Image Collection ZHANG Chao, GU Le-ye, XU Xiao, QIAO Zhong-hui (Chengdu Institute of Computer Application, Chinese Academy of Sciences, Chengdu, Sichuan 610041, China) Abstract:This paper introduced the design and implementation of real-time image collection’s control system based on ARM. LPC2132 microcontroller and the sine wave stepping motor driver were adopted in the system. This paper also described the construct of the system, design of hardware, several critical techniques in the development of software of the control system. Key words: ARM; image collection; human-computer interaction; stepping motor 0 引言 OCR(Optical Character Recognition)阅读机是以实时图像采集和图像处理为核心技术的, 主要由送纸机构、扫描主体和接纸机构三部分组成。送纸机构主要功能是搓动纸张,并将纸张传送到扫描主体中;扫描主体的主要功能是采集图像,并将纸张传送到接纸机构中;接纸机构主要功能是装载已经扫描过的纸张。在OCR阅读机中,控制系统的性能直接决定图像采集的速度。本文介绍了一种基于ARM的图像采集通用控制系统的设计方案,这种方案比较稳定、可靠,还大大提高了图像采集的速度。 1 系统结构设计和工作原理 图1 OCR阅读机的控制系统部分组成框图 本控制系统主要有ARM主控模块、电源模块、信号检测模块、电机驱动模块和显示驱动及按键模块五个部分;ARM控制模块是主控模块;电源模块提供系统中各芯片所需的电

☆红外图像融合

?图像识别? 文章编号:1005-0086(2000)05-0537-03 红外图像融合! 张加友,王江安1 (军事交通学院基础部,天津300161;1.海军工程大学兵器工程系,湖北武汉430033) 摘要:研究了利用拉普拉斯金字塔技术,对可见光电视和红外图像融合过程中,各个相关层的像素点值 的选取规则的不同对融合结果的影响,对比实验证明,对不同的红外图像结构,需应用不同的对应点值 的选取规则。 关键词:图像融合;图像处理;红外图像;拉普拉斯金字塔 中图分类号:TN911.73文献标识码:A Infrared Image Fusion ZHANG Jia-you,WANG Jiang-an (Miiitary Traffic Institute,Tianjin300161,China) Abstract:Photoeiectric tracking apparatus is powerfui defense eguipment on navai ship.Two important sensors were used:TV sensor and8~14!m IR sensor.It was freguentiy desirabie to combine the two images into a merged image. In this paper,the technoiogy of fusion IR images and TV images with Lapiacian Pyramid was studied.The seiecting ruie of the node vaiue from the coupie pyramid iayer was studied too.And the difference between merged the daui-IR im- ages and merged the TV and IR images was discussed. Key words:image fusion;image processing;IR image;Lapiacian Pyramid 1引言 空中运动目标的识别是空中预警系统的重要组成部分。在舰船空中预警系统中,光电跟踪仪具有重要的地位。它由可见光电视图像、激光测距、红外热像和红外跟踪点源等4个传感器组成。红外跟踪点源可以全天候红外跟踪,激光测距可准确测量目标的方位和距离;切换开关切换到电视通道,显示目标的可见光电视图像;切换开关切换到红外热像通道,显示目标的红外热图像。这样,系统可全天候工作。但在工作环境气候不佳时,如在多云情况,目标在云层穿越,在系统的两个通道切换过程中,常因切换过程长,使目标显示困难。解决问题有效办法是利用图像融合技术[1]。图像融合技术可将2幅图像有效的合成1幅图像,还能在1幅图像中显示2幅被融合图像的图像信息。将2幅图像对应的象素简单相加,会使图像信噪比降低[2],图像出现拼接的痕 迹。图1(a)、(b)所示,为256X256像素灰度图像s!2和s!4;图1(d) 所示 图1图像简单相加与拉普拉斯图像融合 Fig.1Images pixels simply plus and Laplacian pyramid images fusion 光电子?激光第11卷第5期2000年10月 JOURNAL OF OPTOELECTRONICS?LASER Voi.11No.5Oct.2000 !收稿日期:2000-01-04修订日期:2000-05-17

图像融合的研究背景和研究意义

图像融合的研究背景和研究意义 1概述 2 图像融合的研究背景和研究意义 3图像融合的层次 像素级图像融合 特征级图像融合 决策级图像融合 4 彩色图像融合的意义 1概述 随着现代信息技术的发展,图像的获取己从最初单一可见光传感器发展到现在的雷达、高光谱、多光谱红外等多种不同传感器,相应获取的图像数据量也急剧增加。由于成像原理不同和技术条件的限制,任何一个单一图像数据都不能全面反应目标对象的特性,具有一定的应用范围和局限性。而图像融合技术是将多种不同特性的图像数据结合起来,相互取长补短便可以发挥各自的优势,弥补各自的不足,有可能更全面的反映目标特性,提供更强的信息解译能力和可靠的分析结果。图像融合不仅扩大了各图像数据源的应用范围,而且提高了分析精度、应用效果和使用价值,成为信息领域的一个重要的方向。图像配准是图像融合的重要前提和基础,其误差的大小直接影响图像融合结果的有效性。 作为数据融合技术的一个重要分支,图像融合所具有的改善图像质量、提高几何配准精度、生成三维立体效果、实现实时或准实时动态监测、克服目标提取与识别中图像数据的不完整性等优点,使得图像融合在遥感观测、智能控制、无损检测、智能机器人、医学影像(2D和3D)、制造业等领域得到广泛的应用,成为当前重要的信息处理技术,迅速发展的军事、医学、自然资源勘探、环境和土地、海洋资源利用管理、地形地貌分析、生物学等领域的应用需求更有力地刺激了图像融合技术的发展。 2 图像融合的研究背景和研究意义 Pohl和Genderen对图像融合做了如下定义:图像融合就是通过一种特定算法将两幅或多幅图像合成为一幅新图像。它的主要思想是采用一定的算法,把

浅谈多源图像融合方法研究

浅谈多源图像融合方法研究 图像融合已成为图像理解和计算机视觉领域中的一项重要而有用的新技术,多源遥感图像数据融合更是成为遥感领域的研究热点,其目的是将来自多信息源的图像数据加以智能化合成,产生比单一传感器数据更精确、更可靠的描述和判决,使融合图像更符合人和机器的视觉特性,更有利于诸如目标检测与识别等进一步的图像理解与分析。遥感图像融合的目的就在于集成或整合多个源图像中的冗余信息和互补信息,利用优势互补的数据来提高图像的信息可用程度,同时增加对研究对象解译(辨识)的可靠性。 标签:遥感图像图像融合几何纠正空间配准图像去噪 1前言 多源遥感图像融合就是将多个传感器获得的同一场景的遥感图像或同一传感器在不同时刻获得的同一场景的遥感图像数据或图像序列数据进行空间和时间配准,然后采用一定的算法将各图像数据或序列数据中所含的信息优势互补性的有机结合起来产生新图像数据或场景解释的技术。 2多源图像融合的预处理 预处理的主要目的是纠正原始图像中的几何与辐射变形,即通过对图像获取过程中产生的变形、扭曲和噪音的纠正,以得到一个尽可能在几何和辐射上真实的图像。 2.1图像的几何纠正 图像几何校正一般包括两个方面,一是图像像素空间位置互换,另一个是像素灰度值的内插。故遥感图像几何校正分为两步,第一步是做空间几何变换,这样做的目的是使像素落在正确的位置上;第二步是作像素灰度值内插,重新确定新像素的灰度值,重采样的方法有最临近法、双线性内插法和三次卷积内插法。数字图像几何校正的主要处理过程如图1所示。 2.2图像的空间配准 图像数据配准定义为对从不同传感器、不同时相、不同角度所获得的两幅或多幅影像進行最佳匹配的处理过程。其中的一幅影像是参考影像数据,其它图像则作为输入影像与参考影像进行相关匹配。图像配准的一般过程是在对多传感器数据经过严密的几何纠正处理、改正了系统误差之后,将影像投影到同一地面坐标系统上,然后在各传感器影像上选取少量的控制点,通过特征点的自动选取或是计算其各自间的相似性、配准点的粗略位置估计、配准点的精确确定以及配准变换参数估计等的处理,从而实现影像的精确配准。

基于ARM嵌入式图像处理系统设计与实现.

第36卷增刊福州大学学报(自然科学版) V01.36Supp.塑!生竺旦2竺!型坚!:些坐竺竺尘!!翌业f塑!皇竺型坠!宝翌竺2墅P:兰堂 文章编号:1000—2243(2008)SO—S013—04 基于ARM嵌入式图像处理系统设计与实现 林文森,李钟慎,洪健 (华侨大学机电及自动化学院,福建泉州362021) 摘要:针对现在的过程检测系统的实时需求,设计出一种成本低,功能适中的图像处理采集系统.该系统以 ARbt7(s3c44Box)为核心并配上外围电路实现图像处理功能,再加上多种通讯接口设计的图像传输通道,然 后加入SD卡接口用于提取图像数据.最后基于uC/OS一Ⅱ嵌入式操作系统设计了一种图像处理方法,在系统 中实现了图像增强、图像分割和目标定位.实验表明,该系统能够很好地解决图像在线处理功能的实时问题, 图像处理的准确率也满足了过程检测系统的要求,而且实现简单,成本比较低,特别适合于对功耗、体积要求 较严格的过程检测系统. 关键词:ARM;图像处理系统;图像增强;目标定位 中图分类号:TP391.41文献标识码:A

DesignandimplementationofembededimagedataprocessingsystembaseonARM UNWen—sen,LIZhong—shen,HONGJian 一(CoHegeofMechanicalEngineeringandAutomation,HuaqiaoUniversity,Quanzhou,Fujian362021,China) Abstract:Aimattheprocessdetectingsysteminnowadaysofreal—timeneed,designing alowcostandmoderatefunctionimageprocessingsystem.rnlesystemUSeARM7(S3C44BOX)as corewithcir-cuitrealizeimageprocessingfunction,multi—communicationinterfaceconstituteimagetransmissionchannels,SDcardinterfaceacquireimagedata.AtlastdesignaimageprocessingmethodsbaseonuC/ OS—IIembededoperatingsystemtorealizeimageenhancement,imagedivisionandtargetorientation. Theexperimentindicatesthatthesystemresolvereal—timeproblemwellinimageon—lineprocessing

红外与微光技术

红外与微光技术 1.红外技术的简介 红外技术是研究红外辐射的产生、传播、转化、测量及其应用的技术科学。通常人们将其划分为近、点击此处添加图片说明中、远红外三部分。近红外指波长为0.75~3.0微米;中红外指波长为3.0~20微米;远红外则指波长为20~1000微米。在光谱学中,波段的划分方法尚不统一,也有人将0.75~3.0微米、3.0~40微米和40~1000微米作为近红外、中红外和远红外波段。另外,由于大气对红外辐射的吸收,只留下三个重要的"窗口"区,即1~3微米、3~5微米和8~13微米可让红外辐射通过,因而在军事应用上,又分别将这三个波段称为近红外、中红外和远红外。 红外应用产品种类繁多,应用广泛。红外线自1800年被发现以来,人们对她的研究从来没有停止过,目前已经开发出了众多的应用产品,从医疗、检测、航空到军事等领域,几乎处处都能看到红外的身影。本文选择了红外热像、红外通讯、红外光谱仪、红外传感器等几个比较大的产品领域做介绍。红外技术的发展前景十分的广阔,在军用和民用领域都有着极其广阔的应用。按应用领域可分为:安防领域、消防领域、电力领域、企业制程控制领域、医疗领域、建筑领域、遥感领域等。 2.红外技术的基本原理 红外线是波长介于微波与可见光之间的电磁波,具有与无线电波及可见光一样的本质,波长在770纳米至1毫米之间,在光谱上位于红色光外侧。红外线可分为:近红外线(700~2000nm)、中红外线(3000~5000nm)、远红外线(8000~14000nm)。所有高于绝对零度(-273.15℃)的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。 红外线穿透云雾能力比可见光强,利用红外线可以观测低空水蒸气含量进行天气预报;晴天可利用红外线观测大气CO⒉含量,估计温室效应,亦可观测大气污染的情况。

图像融合开题报告2

齐鲁工业大学 毕业设计(论文)开题报告题目:图像拼接技术研究—图像融合 院(系)电气工程与自动化学院 专业电子信息工程 班级电子12-1 姓名泳麟 学号 201202031022 导师玉淑 2016年 4月 20 日

5.主要参考文献: [5] Blinn J F.Light reflection functions for simulation of clouds and dusty surfaces[C]//Proceedings of SIGGRAPH,1982:21-29. [6] Max N.Optical models for direct volume rendering[J].IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics,1995,1: 99-108. [7] Max N.Light diffusion through clouds and haze[C]//Computer Vision,Graphics,and Image Processing,1986:280-292. [8] 尤赛,福民.基于纹理映射与光照模型的体绘制加速算法[J]. 中国图象图形学报,2003,8(9). [3] Chao R,Zhang K,Li Y J.An image fusion algorithm using wavelet transform[J].Area Electronical Sinica,2004,32:750-753. [4] Hill P,Canagarajah N,Bull D.Image fusion using complex wavelets[C]//British Machine Vision Conference,Cardif,2002. [5] 梁栋,瑶,敏,等.一种基于小波-Contourlet 变换的多聚焦图像 融合算法[J].电子学报,2007,35(2):320-322. [6] 杰,龚声蓉,纯平.一种新的基于小波变换的多聚焦图像融合 算法[J].计算机工程与应用,2007,43(24):47-49. [7] 福生.小波变换的工程分析与应用[M].:科学,1999. [8] 敏,小英,毛捷.基于邻域方差加权平均的小波图像融合[J].国 外电子测量技术,2008,27(1):5-7. [9] 楚恒,杰,朱维乐.一种基于小波变换的多聚焦图像融合方法[J]. 光电工程,2005,32(8):59-63. [10] 王丽,卢迪,吕剑飞.一种基于小波方向对比度的多聚焦图像融合 方法[J].中国图象图形学报,2008,13(1):145-150. (上接196页) 康健超,康宝生,筠,等:一种改进的基于 GPU 编程的光线投射算法 201

红外图像与可见光图像融合笔记

红外图像与可见光图像融合 笔记 图像融合是将来自不同传感器在同一时间(或者不同时间)对同一目标获取的两幅或者多幅图像合成为一幅满足某种需求图像的过程。 为了获得较好的融合效果,在研究融合算法之前,对图像预处理理论及方法进行了研究。预处理理论主要包括图像去噪、图像配准和图像增强。图像去噪目的是为了减少噪声对图像的影响。图像配准是使处于不同状态下的图像达到统一配准状态的方法。图像增强是为了突出图像中的有用信息,改善图像的视觉效果,并方便图像的进一步融合。 图像融合评价方法:主观评价和客观评价。指标如:均值、标准差、信息熵等。 针对IHS变换和小波变换的优缺点,本文提出了一种基于这两种变换结合的图像融合方法。该算法的具体实现步骤如下:先对彩色可见光图像进行IHS变换,对红外图像进行增强,然后将变换后得到的I分量与已增强的红外图像进 行2层小波分解,将获得的低频子带和高频子带使用基于窗口的融合规则,而后对分量进行小波重构和IHS逆变换,最后得到融合结果。经仿真实验证明,此结果优于传统IHS变换和传统小波变换,获得了较好的融合结果,既保持了可见光图像中的大量彩色信息又保留了红外图像的重要目标信息。 红外传感器反映的是景物温度差或辐射差,不易受风沙烟雾等复杂条件的影响。一般来说,红外图像都有细节信息表现不明显、对比度低、成像效果差等缺点,因此其可视性并不是很理想。 可见光成像传感器与红外成像传感器不同,它只与目标场景的反射有关与其他无关,所以可见光图像表现为有较好的颜色等信息,反应真实环境目标情况,但当有遮挡时就无法观察出遮挡的目标。 利用红外传感器发现烟雾遮挡的目标或在树木后的车辆等。在夜间,人眼不 能很好的辨别场景中的目标,但由于不同景物之间存在着一定的温度差,可以利用红外传感器,它可以利用红外辐射差来进行探测,这样所成的图像虽然不能直接清晰的观察目标,但是能够将目标的轮廓显示出来,并能依据物体表面的温度和发射率的高低把重要目标从背景中分离出来,方便人眼的判读。但由于自身成像原理以及使用条件等原因,所形成图像具有噪声大、对比度低、模糊不清、视觉效果差等问题。不利于人眼判读。 可以将两者图像融合在一起,这样可以丰富图像信息,提高图像分辨率,增强图像的光谱信息,弥补单一传感器针对特定场景表达的不全面,实现对场景全面清晰准确的表达。 两者的主要区别有: (1)可见光图像与红外图像的成像原理不同,前者依据物体的反射率的不同进行成像,后者依据物体的温度或辐射率不同进行成像,因此红外图像的光谱信 息明显不如可见光图像。

基于DSP的数字图像处理系统的设计与实现

基于DSP的数字图像处理系统的设计与实现 文:杨文胜李梅时间:2008-10-7 17:20:49 安徽广电信息网络有限责任公司阜阳分公司 摘要:为满足高数据量图像处理需求,提出并设计了以TMS320DM642为处理器的数字图像处理硬件系统,并在DSP/BIOS上配以实时图像处理软件系统,实现数字图像处理。本文阐述了系统模块的构成、软件系统的设计,在此平台上,采集图像并运用优化算法对图像进行增强、分割、边缘检测,结果表明系统运行正常。 关键词:TMS320DM642 图像处理DSP 一、引言 随着计算机科学技术发展和相关理论的不断完善,数字图像处理技术被广泛应用于可视电话、电视会议、监控系统、商用及工业生产领域中。在技术要求中,一个突出的问题就是数据量庞大、数据处理相关性高、实现实时比较困难。而实时性的主要因素为图像处理的速度,即要求数字图像处理系统要有强大的运算能力。高性能DSP 的发展为实时的图像处理提供了一个解决方法。高速DSP 不仅可以满足在运算性能方面的需要,而且由于DSP 的可编程性,还可以在硬件一级获得系统设计的极大灵活性。 TI公司的TMS320DM642是一款专门面向多媒体应用的专用DSP。该DSP时钟高达600 MHz,8个并行运算单元,处理能力达4800MIPS;采用二级缓存结构,具有64位外接存储器接口,兼容JTAG边界扫描,为了面向多媒体应用,还集成了3个可配置的视频端口。采用DM642为核心设计的数字图像处理系统,能够很好的满足图像处理要求。 二、系统硬件平台框架 系统的整体硬件框图如图1所示,整个系统是以TMS320DM642为核心构成的应用系统。包括DM642处理器芯片、视频编解码器芯片、其他外围电路。DM642通过I2C总线对视频编解码器进行配置,使其能够满足系统的需求;通过VP口接收和传送视频数据以及同步控制信号;通过EMIF总线实现外部存储器的扩展,SDRAM 用于运行时的程序代码和数据的存储,FLASH用于系统引导程序的存储。 时钟模块方面,片内PLL输入时钟和EMIF外部输入时钟是DM642的两个重要时钟,为确保时钟的准确性均采用了有源晶振。其中PLL输入时钟为50MHz,通过对PLL倍频参数选择使DM642工作在600MHz 主频。EMIF外部输入时钟为100MHz,此时钟由ICS512芯片提供。 外部存储器扩展方面,系统采用了2片MT48LC4M32B2-7 SDRAM芯片,此芯片采用了同步接口方式(所有信号都在时钟信号的上升沿触发),与系统时钟同步运行。芯片内存颗粒的构架为1M×32×4banks,每个bank 的行地址数目为12,列地址数目为8。DM642仅支持8位的ROM启动,因此本系统选用了8位数据线宽的AM29LV033C-90EI Flash存储器,映射到CE1低地址空间。由于CE1可寻址地址线位数(20根地址线)比Flash 的地址线位数(22根地址线)要少,因此使用FPGA来创建2根地址线,把Flash分为4页,每页大小为1Mbytes。 协处理器FPGA与DM642数据线、地址线以及时钟信号线相连,为Flash提供2个分页信号。同时协

ENVI中的融合方法

ENVI下的图像融合方法 图像融合是将低空间分辨率的多光谱影像或高光谱数据与高空间分辨率的单波段影像重采样生成成一副高分辨率多光谱影像遥感的图像处理技术,使得处理后的影像既有较高的空间分辨率,又具有多光谱特征。图像融合的关键是融合前两幅图像的精确配准以及处理过程中融合方法的选择。只有将两幅融合图像进行精确配准,才可能得到满意的结果。对于融合方法的选择,取决于被融合图像的特征以及融合目的。 ENVI中提供融合方法有: ?HSV变换 ?Brovey变换 这两种方法要求数据具有地理参考或者具有相同的尺寸大小。RGB输入波段必须为无符号8bit数据或者从打开的彩色Display中选择。 这两种操作方法基本类似,下面介绍Brovey变换操作过程。 (1)打开融合的两个文件,将低分辨率多光谱图像显示在Display中。 (2)选择主菜单-> Transform -> Image Sharpening->Color Normalized (Brovey),在Select Input RGB对话框中,有两种选择方式:从可用波段列表中和从Display窗口中,前者要求波段必须为无符号8bit。 (3)选择Display窗口中选择RGB,单击OK。 (4) Color Normalized (Brovey)输出面板中,选择重采样方式和输入文件路径及文件名,点击OK输出结果。 对于多光谱影像,ENVI利用以下融合技术: ?Gram-Schmidt ?主成分(PC)变换 ?color normalized (CN)变换 ?Pan sharpening 这四种方法中,Gram-Schmidt法能保持融合前后影像波谱信息的一致性,是一种高保真的遥感影像融合方法;color normalized (CN)变换要求数据具有中心波长和FWHM,;Pansharpening融合方法需要在ENVI Zoom中启动,比较适合高分辨率影像,如QuickBird、IKONOS等。 这四种方式操作基本类似,下面介绍参数相对较多的Gram-Schmidt操作过程。 (1)打开融合的两个文件。

DSP图像采集处理系统设计实例

DSP图像采集处理系统设计实例 本章将介绍基于TI C6000系列DSP芯片的图像采集处理系统实例。第一节介绍图像处理系统的应用。第二节介绍图像采集系统的基本结构,着重分析如何平衡需求和成本的设计方法。第三节介绍系统的硬件设计,分析DSP和图像采集芯片的接口、电气知识等,给出了设计方案。最后介绍系统的软件设计,主要介绍本系统的软件设计方案,同时也重点介绍TI的图像库。 1 图像采集处理系统的应用 数字图像处理技术是计算机图形深入应用和高层应用的一个极其广泛的领域,它把来自照相机、摄像机或者传真扫描装置、医用CT机、x光机等的图像,经过数学变换后得到数字图像信息,再由计算机进行编码、滤波、增强、复原、压缩、存储等处理,最后产生可视图像,这种技术称为图像处理(Image Processing)。图像处理技术在通信科学、生产与管理、多媒体技术、高清晰度电视、医用图像处理、商品电子化、目标跟踪等领域得到了广泛的应用。在通信事业上,传统的图像信息传输是以模拟图像信号形式出现的。为了提高信息传输的质量和速度,近来数字图像信号处理与传输技术正在迅猛发展,并逐步取代传统的模拟信号处理与传输技术。目前,“信息高速公路”成了发达国家的热门课题,其中数字图像处理技术则成为它的极其重要的部分。而且,数字图像处理技术还与当前乃至21世纪的一些关键电子技术及电子产品密切相关。 目前数字图像处理技术几个引人瞩目的高科技领域包括: 1.高清晰度电视(HDTV) 高清晰度电视是当今国际高科技竞争的制高点之一,占领这个制高点者,必将拥有巨大的经济效益。目前主要有两种发展模式:一是日本、西欧等国家在现有的基础上进行改良;二是美国推出的全数字HDTV,1992年美国推出了4种全数字HDTV,它们的关键技术是在视频图像信号处理上采用最先进的信源图像压缩编码技术。然而,其价格上分昂贵,难以真正商品化。这种状况的丰要原因是压缩编码方法的效率不高。 2.商业电子化 20世纪90年代,由于美国商品零售业的发展,出现了新兴的零售连锁集团,它凭借现代化的计算机管理信息系统所带来的零库存、低成本和低售价,迅速占领了市场,成为美国商品零售业的首批巨人。“这种商业电子化”大市场吸引着越来越多的创业者、高科技公司,以致一些世界性大公司纷纷涉足于这一领域。 商业零售业作为市场流通的枢纽与各行各业密切相关,它使得商业电子化成为一项复杂的系统工程,它不仅仅使商场收款机电子化,而且它还使商场网络化、货币支付电子化甚至订货电子化等。在商业电子化过程中,商品信息的处理、存储与传输是十分重要的环节。

三种图像融合方法实际操作与分析

摘要:介绍了遥感影像三种常用的图像融合方式。进行实验,对一幅具有高分辨率的SPOT全色黑白图像与一幅具有多光谱信息的SPOT图像进行融合处理,生成一幅既有高分辨率又有多光谱信息的图像,简要分析比较三种图像融合方式的各自特点,择出本次实验的最佳融合方式。 关键字:遥感影像;图像融合;主成分变换;乘积变换;比值变换;ERDAS IMAGINE 1. 引言 由于技术条件的限制和工作原理的不同,任何来自单一传感器的信息都只能反映目标的某一个或几个方面的特征,而不能反应出全部特征。因此,与单源遥感影像数据相比,多源遥感影像数据既具有重要的互补性,也存在冗余性。为了能更准确地识别目标,必须把各具特色的多源遥感数据相互结合起来,利用融合技术,针对性地去除无用信息,消除冗余,大幅度减少数据处理量,提高数据处理效率;同时,必须将海量多源数据中的有用信息集中起来,融合在一起,从多源数据中提取比单源数据更丰富、更可靠、更有用的信息,进行各种信息特征的互补,发挥各自的优势,充分发挥遥感技术的作用。[1] 在多源遥感图像融合中,针对同一对象不同的融合方法可以得到不同的融合结果,即可以得到不同的融合图像。高空间分辨率遥感影像和高光谱遥感影像的融合旨在生成具有高空间分辨率和高光谱分辨率特性的遥感影像,融合方法的选择取决于融合影像的应用,但迄今还没有普适的融合算法能够满足所有的应用目的,这也意味着融合影像质量评价应该与具体应用相联系。[2] 此次融合操作实验是用三种不同的融合方式(主成分变换融合,乘积变换融合,比值变换融合),对一幅具有高分辨率的SPOT全色黑白图像与一幅具有多

光谱信息的SPOT图像进行融合处理,生成一幅既有高分辨率又有多光谱信息的图像。 2. 源文件 1 、 imagerycolor.tif ,SPOT图像,分辨率10米,有红、绿、两个红外共四个波段。 2 、imagery-5m.tif ,SPOT图像,分辨率5米。 3. 软件选择 在常用的四种遥感图像处理软件中,PCI适合用于影像制图,ENVI在针对像元处理的信息提取中功能最强大,ER Mapper对于处理高分辨率影像效果较好,而ERDAS IMAGINE的数据融合效果最好。[3] ERDAS IMAGINE是美国Leica公司开发的遥感图像处理系统。它以其先进的图像处理技术,友好、灵活的用户界面和操作方式,面向广阔应用领域的产品模块,服务于不同层次用户的模型开发工具以及高度的RS/GIS(遥感图像处理和地理信息系统)集成功能,为遥感及相关应用领域的用户提供了内容丰富而功能强大的图像处理工具。 2012年5月1日,鹰图发布最新版本的ERDAS IMAGINE,所有ERDAS 2011软件用户都可以从官方网站上下载最新版本 ERDAS IMAGINE 11.0.5. 新版本包括之前2011服务包的一些改变。相比之前的版本,新版本增加了更多ERDAS IMAGINE和GeoMedia之间的在线联接、提供了更为丰富的图像和GIS产品。用户使用一个单一的产品,就可以轻易地把两个产品结合起来构建一个更大、更清

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