[发明专利]基于色彩传递的夜视弱光图像与红外图像的彩色融合方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理领域，涉及的是一种基于色彩和亮度传递的可见光图像与红外图像融合方法。

背景技术

红外与可见光异源图像融合能提高目标探测能力，揭示出目标在单一图像中观察时无法探测特征，在安防、辅助驾驶等领域有重要的应用价值。尤其是夜间驾驶辅助系统，灯光图像地有效处理可大大扩展驾驶员的可视距离，提高安全性。改善图像的颜色信息，将融合图像显示成适合人眼观察的自然颜色，可明显改善人眼的识别性能，减小操作者的疲劳感。

基于颜色空间变换的专利有：基于颜色传递的多色调图像统一调整方法（CN200810162135.2）公开了一种基于颜色传递的多色调彩色图像统一调整方法，基于自适应聚类颜色传递的雾天图像清晰化方法（CN200810018174.5）公开了一种基于自适应聚类颜色传递的雾天图像清晰化方法，但上述两种方法只适用于单可见光图像。一种基于彩色传递与熵信息的红外与彩色可见光图像融合方法（CN200810017443.6）提出一种非采样Contourlet变换对灰度可见光图像及红外图像进行分解，采用基于lαβ颜色空间的彩色传递方法将可见光图像的彩色信息传递到融合图像中，得到彩色融合图像。该方法需要利用可见光的色彩，因此不适用于在汽车灯光下的夜视弱光图像与红外图像的彩色融合。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于色彩传递的夜视弱光图像与红外图像的彩色融合方法。

本发明方法的步骤如下：

步骤1.将参考图像T转换到YUV空间。

YUV空间是另一种颜色表示法，Y为亮度，U、V为图像的色度，分别表示蓝色和红色与Y的差异R-Y、B-Y，也称色差信号。利用YUV空间和RGB之间的转换关系得到参考图像T的YUV空间：

     （1）

步骤2.夜视弱光图像与红外图像融合得到融合图像P。

首先将夜视弱光图像进行单色化，得到单色可见光图像的灰度值

        （2）

式中、、是夜视弱光图像的R、G、B分量的灰度值。再将单色可见光图像的灰度值和红外图像的灰度值融合得到融合图像P的伪Y、U、V分量，方法为：

            （3）

式中，为正有理数，通常的取值范围为，，。

步骤3.根据参考图像T的Y、U、V分量的均值和方差，调整融合图像P伪Y、U、V分量（3）的均值和方差，将参考图像的亮度分布传递到融合图像P中，得到彩色融合图像C。具体包括以下步骤：

3-1.将融合图像P的Y、U、V分量分别减去其均值，消除背景对传递效果的影响。

3-2.对处理后的图像像素值根据其与参考图像的标准方差之比进行缩放，并加上参考图像的均值，即：

      （4）

       （5）

         （6）

其中、、表示融合图像P每个像素的、、分量。，表示参考图像T的Y、U、V分量的标准偏差和均值。，表示融合图像P的Y、U、V分量的标准偏差和均值。为比例缩放系数，用于调节融合后图像的亮度，通常取值范围为。、、表示彩色融合图像C每个像素的、、分量。

步骤4.通过YUV逆变换获得彩色融合图像C的R、G、B值，逆变换方法：

本发明的有益效果是：

1.利用求图像伪Y、U、V分量的方法，将彩色信息量很少的夜视微光图像和黑白的红外图像进行融合，建立了弱彩色图像、黑白图像和正常的彩色图像之间的颜色联系，为弱彩色图像、黑白图像进行彩色增强提供了必要条件。