[发明专利]一种可见光和红外图像快速配准方法及装置

权利要求书

1.一种可见光和红外图像快速配准方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，输入可见光图像和红外图像，将可见光图像和红外图像分别进行灰度化，分别获取可见光图像和红外图像的灰度图，分别提取两张灰度图的边缘信息，获取两张灰度图的边缘图，分别为可见光图像边缘图和红外图像边缘图；

步骤2，对红外图像边缘图进行第一阶段的平移遍历，每次平移后计算当前状态下红外图像边缘图与可见光图像边缘图的吻合度，直至第一阶段的平移遍历结束，记录吻合度达到最大时的偏移量(x1，y1)；

步骤3，以第一阶段平移遍历得到的位置偏移量为基准，在其周围的预设范围内进行第二阶段的的平移遍历，找到此范围内红外图像边缘图和可见光图像边缘图吻合度最大时的偏移量。

步骤4，利用步骤3得到的偏移量，对红外图像进行平移变换，将其与可见光图像对齐，完成图像配准。

2.根据权利要求1所述的可见光和红外图像快速配准方法，其特征在于，步骤1中，利用Sobel算子分别提取两张灰度图的边缘信息，具体为：

令可见光图像或红外图像的灰度图的元素值矩阵为I；

将I分别和两个奇数大小的卷积核进行卷积计算出灰度图的水平梯度图Gx和垂直梯度图Gy，具体公式如下：

其中I为灰度图像的元素值矩阵，*表示卷积操作，设f(x,y)为元素值矩阵中坐标为(x,y)的像素点的像素值，取值为0-255，则(x,y)点的卷积结果具体计算如下：

G_x(x，y)＝(-1)*f(x-1，y-1)+0*f(x，y-1)+1*f(x+1，y+1)+(-2)*f(x-1，y)+0*f(x，y)+2*f(x+1，y)+(-1)*f(x-1，y+1)+0*f(x，y+1)+1*f(x+1，y+1)；

利用同样的方法计算G_y(x，y)，在得到G_x(x，y)和G_y(x，y)后，计算(x，y)点的近似梯度为：

基于上述公式计算每一个像素点的近似梯度，从而得到整个灰度图的边缘信息。

3.根据权利要求1所述的可见光和红外图像快速配准方法，其特征在于，为加块平移遍历的时间，第一阶段的平移遍历以预设的m个像素为步长进行大步长的粗略遍历，得到吻合度达到最大时的位置偏移量后，第二阶段的平移遍历以预设的n个像素为步长进行小步长的精度遍历，以(x1，y1)为中心，在周围预设范围内找到红外图像边缘图和可见光图像边缘图吻合度最大时的偏移量(x2，y2)，作为最终的偏移量。

4.根据权利要求3所述的可见光和红外图像快速配准方法，其特征在于，m大于等于5n。

5.根据权利要求1所述的可见光和红外图像快速配准方法，其特征在于，平移遍历中采用像素值的整体差异来衡量两张边缘图的吻合度，具体为：每次平移后，逐个对比可见光边缘图和平移后的红外边缘图的每个像素点的像素值，统计像素值差异小于预设值的数量，该数量越多则表示此时两张边缘图像越相似。

6.一种可见光和红外图像快速配准装置，其特征在于，所述装置包括图像输入模块、灰度化处理模块、边缘图像提取模块、第一阶段遍历模块、第二阶段遍历模块以及配准模块；

所述图像输入模块用于输入可见光图像和红外图像；

所述灰度化处理模块用于将可见光图像和红外图像分别进行灰度化，分别获取可见光图像和红外图像的灰度图；

所述边缘图像提取模块用于分别提取两张灰度图的边缘信息，获取两张灰度图的边缘图，分别为可见光图像边缘图和红外图像边缘图；

第一阶段遍历模块用于对红外图像边缘图进行第一阶段的平移遍历，每次平移后计算当前状态下红外图像边缘图与可见光图像边缘图的吻合度，直至第一阶段的平移遍历结束，记录吻合度达到最大时的偏移量(x1，y1)；

第二阶段遍历模块用于以第一阶段平移遍历得到的位置偏移量为基准，在其周围的预设范围内进行第二阶段的的平移遍历，找到此范围内红外图像边缘图和可见光图像边缘图吻合度最大时的偏移量；

所述配准模块用于利用第二阶段遍历模块得到的偏移量，对红外图像进行平移变换，将其与可见光图像对齐，完成图像配准。