一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法技术

本发明专利技术提供一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法，其特征在于：通过测量相机输出的高增益图像与低增益图像的特征转移特性曲线得到图像融合所需要的融合参数，将融合参数带入图像融合公式后得到融合图像，实现像素级图像融合。这种图像融合方法可显著提高相机输出图像的动态范围，同时可以根据动态范围测试结果调整相机输出高增益图像的增益倍数及低增益图像的增益倍数，可以使相机输出图像的动态范围达到大，从而满足不同环境下对相机动态范围的需求，且计算量小，易于硬件实现。

An image fusion method based on camera transfer characteristic curve

The invention provides an image fusion method based on the camera transfer characteristic curve, which is characterized in that the fusion parameters needed for image fusion are obtained by measuring the characteristic transfer characteristic curve of the high-gain image and the low-gain image output by the camera, and the fusion parameters are brought into the image fusion formula to obtain the fusion image and realize the image. Prime level image fusion. This image fusion method can significantly improve the dynamic range of the camera output image, and adjust the gain multiple of the camera output high-gain image and low-gain image according to the dynamic range test results, so that the dynamic range of the camera output image can be large, thus meeting the dynamic range of the camera in different environments. The requirement of the scope is small, and it is easy to implement by hardware.

【技术实现步骤摘要】
一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法
本专利技术涉及一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法，属于图像处理领域。技术背景图像融合技术是通过一个数学模型将来自不同类型或者是相同类型的图像传感器在不同时间或者相同时间产生的源图像进行处理，综合形成一幅特定应用需求的图像的过程。增大图像动态范围的主要方法有硬件扩展法、软件宽展方法。软件扩展法的基本原理是对被摄场景进行多次曝光成像，通过设置不同曝光时间，改变探测器的亮度范围，获取多幅不同曝光度的图像，最后通过软件方法将它们融合成一幅高动态范围图像，恢复场景的细节信息。软件扩展法可分为辐照度重建方法和多曝光图像融合两种方法。而多曝光图像融合根据其融原理又可分为像素级融合、特征级融合、决策级融合三种方法。像素级融合主要针对原始图像数据进行融合，融合前未进行图像综合分析与处理，融合数据准确性最高，能够提供丰富、可靠的细节信息，应用最为广泛。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法。通过对融合图像进行动态范围测试，根据测试结果自动的调整相机的高、低增益系数，从而实现在特定场景下相机输出图像的动态范围达到最大,不但可以提高相机的动态范围，且计算量相对较小，易于硬件实现。本专利技术提供的技术方案是这样实现的：一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法，由CMOS相机、高增益图像、低增益图像、低增益控制、高增益控制、低增益光电参数、高增益光电参数、图像融合处理、图像、灰度拉伸、显示图像、调整参数、动态范围测试构成；其特征在于：CMOS相机与低增益控制、高增益控制、高增益图像、低增益图像通过线缆相连；图像融合处理与高增益图像、低增益图像、高增益光电参数、低增益光电参数、图像通过线缆相连；调整参数与低增益控制、高增益控制、动态范围测试通过线缆相连；图像与灰度拉伸、动态范围测试、图像融合处理通过线缆相连；高增益图像与高增益光电参数通过线缆相连；低增益图像与低增益光电参数通过线缆相连；灰度拉伸与显示图像通过线缆相连；其具体步骤如下：（1）CMOS相机对景物进行拍照生成高增益图像与低增益图像；（2）分别对高增益图像与低增益图像进行转移特性曲线测量，得到高增益图像的转换增益KH、低增益图像的转换增益KL；（3）将高增益图像、低增益图像、转换增益KH、转换增益KL在图像融合处理中完成图像融合得到图像，具体应用到的公式如下：上式中YHDR融合后的图像，YH为高增益图像，YL为低增益图像，TH为高增益图片和低增益图片进行融合时的阈值；，，OH为高增益的黑电平偏移，OL为低增益的黑电平偏移；（4）将图像的输出结果送入动态范围测试得到动态范围测试结果；将动态范围测试结果送入参数调整，参数调整输出低增益调整参数VL与高增益调整参数VH；VL送入低增益控制中，VH送入高增益控制中；（5）低增益控制调整CMOS相机的低增益系数，高增益控制调整CMOS相机的高增益系数；（6）重复步骤（1）、（2）、（3）、（4）、（5），当动态范围测试输出的动态范围测试结果达到最大值后停止重复；（7）将图像输送结果送入灰度拉伸，将灰度拉伸输出结果送入显示图像。通过上述步骤可以自适应调整相机的高增益控制参数与低增益控制参数，当拍摄场景变化时，使相机的动态范围达到最大。本专利技术的积极效果是通过测量相机输出的高增益图像与低增益图像的特征转移特性曲线得到图像融合所需要的融合参数，将融合参数带入图像融合公式后得到融合图像，实现像素级图像融合。这种图像融合方法可显著提高相机输出图像的动态范围，同时可以根据动态范围测试结果调整相机输出高增益图像的增益倍数及低增益图像的增益倍数，从而可以使相机输出图像的动态范围达到大，从而满足不同环境下对相机动态范围的需求，且计算量小，易于硬件实现。附图说明图1为本专利技术系统及方法的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的描述：CMOS相机芯片：辰芯G2020芯片；图像融合处理器：硬件FPGA；高增益图像增益：10.8倍；低增益图像增益：1.7倍。实施例1CMOS相机1、高增益图像3、低增益图像4、低增益控制2、高增益控制5、低增益光电参数6、高增益光电参数7、图像融合处理8、图像9、灰度拉伸10、显示图像11、调整参数12、动态范围测试13如图1所示安置。CMOS相机1与低增益控制2、高增益控制5、高增益图像3、低增益图像4通过线缆相连；图像融合处理8与高增益图像3、低增益图像4、高增益光电参数7、低增益光电参数6、图像9通过线缆相连；调整参数12与低增益控制2、高增益控制5、动态范围测试13通过线缆相连；图像9与灰度拉伸10、动态范围测试13、图像融合处理8通过线缆相连；高增益图像3与高增益光电参数7通过线缆相连；低增益图像4与低增益光电参数6通过线缆相连；灰度拉伸10与显示图像11通过线缆相连。实施步骤如下：（1）CMOS相机1对景物进行拍照生成高增益图像3与低增益图像4；（2）分别对高增益图像3与低增益图像4进行转移特性曲线测量，得到高增益图像3的转换增益KH、低增益图像4的转换增益KL；（3）将高增益图像3、低增益图像4、转换增益KH、转换增益KL在图像融合处理8中完成图像融合得到图像9；（4）将图像9的输出结果送入动态范围测试13得到动态范围测试结果；将动态范围测试结果送入参数调整12，参数调整12输出低增益调整参数VL与高增益调整参数VH；VL送入低增益控制2中，VH送入高增益控制5中；（5）低增益控制2调整CMOS相机1的低增益系数，高增益控制5调整CMOS相机1的高增益系数；（6）重复步骤（1）、（2）、（3）、（4）、（5），当动态范围测试13输出的动态范围测试结果达到最大值后停止重复；（7）将图像9输送结果送入灰度拉伸10，将灰度拉伸10输出结果送入显示图像11。通过以上步骤可实现相机输出图像动态范围最大。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法，由CMOS相机、高增益图像、低增益图像、低增益控制、高增益控制、低增益光电参数、高增益光电参数、图像融合处理、图像、灰度拉伸、显示图像、调整参数、动态范围测试构成；其特征在于：CMOS相机与低增益控制、高增益控制、高增益图像、低增益图像通过线缆相连；图像融合处理与高增益图像、低增益图像、高增益光电参数、低增益光电参数、图像通过线缆相连；调整参数与低增益控制、高增益控制、动态范围测试通过线缆相连；图像与灰度拉伸、动态范围测试、图像融合处理通过线缆相连；高增益图像与高增益光电参数通过线缆相连；低增益图像与低增益光电参数通过线缆相连；灰度拉伸与显示图像通过线缆相连；其具体步骤如下：（1）CMOS相机对景物进行拍照生成高增益图像与低增益图像；（2）分别对高增益图像与低增益图像进行转移特性曲线测量，得到高增益图像的转换增益KH、低增益图像的转换增益KL；（3）将高增益图像、低增益图像、转换增益KH、转换增益KL在图像融合处理中完成图像融合得到图像，具体应用到的公式如下：

【技术特征摘要】
1.一种基于相机转移特性曲线的图像融合方法，由CMOS相机、高增益图像、低增益图像、低增益控制、高增益控制、低增益光电参数、高增益光电参数、图像融合处理、图像、灰度拉伸、显示图像、调整参数、动态范围测试构成；其特征在于：CMOS相机与低增益控制、高增益控制、高增益图像、低增益图像通过线缆相连；图像融合处理与高增益图像、低增益图像、高增益光电参数、低增益光电参数、图像通过线缆相连；调整参数与低增益控制、高增益控制、动态范围测试通过线缆相连；图像与灰度拉伸、动态范围测试、图像融合处理通过线缆相连；高增益图像与高增益光电参数通过线缆相连；低增益图像与低增益光电参数通过线缆相连；灰度拉伸与显示图像通过线缆相连；其具体步骤如下：（1）CMOS相机对景物进行拍照生成高增益图像与低增益图像；（2）分别对高增益图像与低增益图像进行转移特性曲线测量，得到高增益图像的转换增益KH、低增益图像的转换增益KL；（3）将高增益图像、低...

【专利技术属性】
技术研发人员：董科研，宋延嵩，赵馨，常帅，张磊，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22