[发明专利]红外/微光图像融合夜视系统

说明书

技术领域

本发明属于光学成像技术领域，具体涉及一种基于红外目标提取和伪彩色技术的红外/微光图像融合便携式夜视系统。 

技术背景

夜视装备主要有微光和红外两种，各有优缺点。微光的优点是视觉感受接近可见光，能很好的识别对于可见光反射率不一样的物体，缺点是对于温度不敏感，难以探测到隐蔽的目标；红外的优点是对于温度很敏感，能很好的探测到温差目标，且探测距离远，有穿透烟雾等能力，缺点是对于温度很接近的场景目标难以识别。把两种传感器的图像进行融合显示，使信息得到互补，让人在夜晚能更好的观察。目前大部分的微光和红外图像融合系统采取双通道数字融合，通过微光CCD通道和红外热像仪通道的图像，进行数字融合；也有采取简单的对灰度图像进行光学叠加的方式进行融合；光学设计上有采取共光轴的设计，也有采取分离式双光路的方式。人眼对经过伪彩色处理后的图像信息有更好的分辨能力，所以对灰度图像进行伪彩色变换后显示是必要的。 

双通道数字融合方式的缺点是数据量大、算法复杂、功耗高、体积大且成本高。简单的对灰度图像进行光学叠加的方式不能保证很好的融合效果，如果配准不好会导致图像模糊，如果光学设计的放大率不是匹配的一倍放大率的设计，会导致观察者判断失误和产生不舒适感。 

发明内容

针对双通道数字图像融合系统数据量大，简单光学叠加融合效果不佳的缺点，本发明提供一种基于红外目标提取和伪彩色技术的微光/红外图像融合夜视系统。 

本发明所述的红外/微光图像融合夜视系统，其特征为由微光物镜组、微光像增强器、红外物镜组、非制冷长波红外探测器、图像处理电路模块、电信号传输线，OLED微型显示器、合光棱镜和目镜系统组成；其中，外部景物的光线通过微光物镜组由微光像增强器接收并进行光子能量放大后经合光棱镜投影在目镜系统上；外部同一景物的红外光线通过红外物镜组由非制冷长波红外探测器接收，生成8位的数字灰度图像（256个灰阶），通过电信号传输线输入到图像处理电路模块进行去噪、增强的预处理和目标提取及图像的电子配准，然后对灰度图像进行伪彩色处理，再输出到OLED微型显示器上进行彩色显示，OLED微型显示器显示的图像，经过合光棱镜投影在目镜系统上；微光通道和红外通道的图像经过光学投影，实现图像的融合。即以微光图像为背景,光学投影上伪彩色红外目标图像，实现微光图像和红外图像的融合。 

上述的结构中，微光和红外的光路要匹配，且微光和红外都要满足一倍的放大率，保证微光和红外图像的初步配准。微光物镜组、红外物镜组和目镜系统的焦距满足以下关系： 

Γ=1×=f1′f2′=f2′f3′×d6d5]]>

其中，f₁',f₂',f₃'分别为微光物镜组、红外物镜组和目镜系统的焦距；d₅,d₆分别为非制冷长波探测器和OLED微型显示器的对角尺寸。 

上述的目标提取，即根据景物的温度所对应的灰度值进行阈值分割，实现剔除背景，保留目标信息的目的。将常见场景的温度所对应的灰度值设为默认阈值，大于或等于默认阈值时，灰度值不变，小于默认阈值时，灰度值等于0。 

上述的图像的电子配准，即对红外图像的电子放大、旋转、平移变换和OLED微型显示器的显示控制。对红外图像的显示进行精确控制，实现红外图像与微光图像一个像素内的图像配准。