[发明专利]一种基于三种尺度分解的红外与可见光图像融合方法

说明书

本发明涉及一种红外与可见光图像融合方法，具体涉及一种基于三种尺度分解的红外与可见光图像融合方法。本发明的目的是解决现有红外与可见光图像融合方法存在难以同时满足实时性和较佳融合效果的技术问题。通过对可见光图像与红外图像进行三种尺度的分解，分解为背景亮度层、显著特征层和细节层，并对不同分解层采用不同融合方法进行融合，将各融合后的分解层加和再优化，最终得到目标融合图像，步骤简单、省时，保证了红外与可见光图像融合的实时性，并且保留了背景亮度信息，提高了融合图像的质量，融合质量好、效果佳。

技术领域

本发明涉及一种红外与可见光图像融合方法，具体涉及一种基于三种尺度分解的红外与可见光图像融合方法。

背景技术

目前基于尺度分解的图像融合方法多是基于多尺度分解和基于两种尺度分解。其中，多尺度分解通常需要将红外与可见光图像分别分解为基层和多组细节层，每组中包含三个细节层，这类方法虽然能够取得不错的融合效果，但步骤繁琐、比较耗时，难以满足图像融合的实时性要求；两种尺度分解方法是依靠边缘保持滤波器，将红外与可见光图像分别分解为一个基层和一个细节层，速度较快，但难以保留背景亮度信息，从而导致最终融合图像的视觉效果不佳。

发明内容

本发明的目的是解决现有红外与可见光图像融合方法存在难以同时满足实时性和较佳融合效果的技术问题，提供一种基于三种尺度分解的红外与可见光图像融合方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

一种基于三种尺度分解的红外与可见光图像融合方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)对红外图像与可见光图像进行三种尺度的分解

利用高斯滤波器对红外图像与可见光图像分别进行滤波，获得红外背景亮度层图像与可见光背景亮度层图像；

对红外图像与可见光图像分别进行计算，获得红外图像融合权重与可见光图像融合权重，将红外图像融合权重乘以红外图像得到红外图像显著特征层图像，将可见光图像融合权重乘以可见光图像得到可见光图像显著特征层图像；

利用引导滤波器对红外图像与可见光图像分别进行引导滤波，将引导滤波后的红外图像与可见光图像分别减去红外背景亮度层图像和可见光背景亮度层图像，获得红外细节层图像和可见光细节层图像；

2)对分解所得图像进行图像融合

2.1)将红外背景亮度层图像与可见光背景亮度层图像融合，得到融合背景亮度层图像；将红外显著特征层图像与可见光显著特征层图像融合，得到融合显著特征层图像；将红外细节层图像与可见光细节层图像融合，得到融合细节层图像；

2.2)将融合背景亮度层图像、融合显著特征层图像和融合细节层图像相加，得到初始融合图像；

2.3)采用优化模型和梯度下降法，对初始融合图像进行优化，得到最终融合图像。

进一步地，步骤1)中，所述高斯滤波器的滤波公式如下：

G_IR＝Gaussian(P_IR,7,0,0.5)

G_VIS＝Gaussian(P_VIS,7,0,0.5)；

其中，

G_IR表示红外背景亮度层图像；

G_VIS表示可见光背景亮度层图像；

P_IR表示红外图像；

P_VIS表示可见光图像；

7为滤波尺寸；