[发明专利]采用模式数据库的具有空间感的自然彩色夜视实现方法

权利要求书

1.一种采用模式数据库的具有空间感的自然彩色夜视实现方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤1、构建红外图像和微光图像的模式数据库：

步骤1.1、把红外图像和微光图像中的景物分为十大类，分别为：热辐射体、植物、土壤、建筑、道路、岩石、天空、云雾、水面以及其他混合景物，在每一大类中又按照物体在常规摄影方法得到的照片中离观察者远近的不同，定性地分为“远”、“中”、“近”小类，大类与小类组合成共30种模式；

步骤1.2、计算得到各种模式对应的特征向量并为每一种模式指定其特征色彩，随后将特征向量及特征色彩存入模式数据库，同时对模式数据库内的特征向量进行高斯归一化；

所述的特征向量通过下列步骤求得：

步骤1.2.1、对三组中的一组已配准的包含模式j的物体的同一场景的红外图像和微光图像进行亮度规定化；模式j是指通过步骤1.1所得到的30种模式中的一种；

步骤1.2.2、将由步骤1.2.1得到的红外图像和微光图像融合成假彩色图像和灰度图像；

步骤1.2.3、将由步骤1.2.2得到的假彩色图像从RGB色彩空间变换到LUV色彩空间；

步骤1.2.4、在由步骤1.2.3得到的假彩色图像和由步骤1.2.2得到的灰度图像中，同时手动确定属于模式j的区域R；

步骤1.2.5、计算区域R的辐射/反射特征和纹理特征；

步骤1.2.6、重复步骤1.2.1至步骤1.2.5，直至计算出来自三组图像的模式j的所有样本的辐射/反射特征和纹理特征，并求出这些样本的各特征对应项的均值，得到模式j的特征向量；

步骤2、实现具有空间感的自然彩色夜视：

步骤2.1、对已配准的同一场景的红外图像和微光图像进行亮度规定化；

步骤2.2、将通过步骤2.1得到的红外图像和微光图像融合成假彩色图像和灰度图像；

步骤2.3、将假彩色图像从RGB彩色空间变换到LUV色彩空间；

步骤2.4、用均值漂移分割方法在LUV空间对假彩色图像进行分割，得到不同的区域，区域最少像素为图像总像素的0.1％；

步骤2.5、提取通过步骤2.4所得到的每个区域的特征向量并对该特征向量进行高斯归一化；所述的特征向量是指辐射/反射特征和纹理特征；

步骤2.6、根据步骤2.5得到的特征向量，通过区域识别，在模式数据库中找到每个区域所属模式，将模式数据库中的模式的特征色彩进行再修正，获得该区域的特征色彩；

步骤2.7、将各区域的特征色彩组成HSV空间的色调、饱和度通道，灰色融合图像组合成HSV空间的亮度通道；

步骤2.8、将合成图像从HSV空间变换至RGB空间，得到具有空间感的自然彩色夜视图像；

所述特征色彩是参考景物的自然色彩并遵循色彩透视规律得到的经验值，由HSV色彩空间的色调和饱和度表示；

所述的亮度规定化通过平移和放缩把输入的红外/微光的信号强度变换在一个由已知的公式规定的范围内，所述的公式为：

V*=σ*σ(V-μ)+μ*,]]>

其中，V、V^*分别为图像的原亮度值和规定化后的亮度值，μ、σ和μ^*、σ^*分别为原亮度的均值、标准差和期望的均值、标准差；

所述融合假彩色图像的方法为将经过亮度规定化的红外图像送入RGB彩色空间的R通道，微光图像送入G通道，B通道置0；

所述辐射/反射特征是指物体所辐射的红外光强度的均值或物体所反射的微光强度的均值，由假彩色图像中相应区域在LUV空间中各通道的均值L、U、V及将L、U、V转换至RGB空间得到的R、G值所表示；纹理特征是指灰度融合图像中区域的熵、能量、反差、同质性、相关5个基于灰度共生矩阵的统计量。