双光成像系统图像配准方法及相关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双光成像系统图像配准方法及装置，使用双光成像系统获取目标物的图像，获得目标物的第一波段图像和第二波段图像，并获取双光成像系统到目标物的距离；根据与距离对应的仿射变换参量，分别从目标物的第一波段图像和第二波段图像裁剪出相互对应的图像区域；根据从目标物的第一波段图像裁剪出的图像区域和从目标物的第二波段图像裁剪出的图像区域包含的边缘特征，将目标物的第一波段图像和第二波段图像配准。本双光成像系统图像配准方法及装置能够提高配准精度，并且克服现有技术存在的对成像装置架构的稳定性有较高要求以及近距离目标的配准效果较差的缺陷。本发明专利技术还公开一种双光成像系统以及一种计算机可读存储介质。

Image registration method and related devices of dual light imaging system

【技术实现步骤摘要】
双光成像系统图像配准方法及相关装置
本专利技术涉及图像处理
，特别是涉及一种双光成像系统图像配准方法及装置。本专利技术还涉及一种双光成像系统，以及还涉及一种计算机可读存储介质。
技术介绍
双光图像融合技术能够获取来自两种不同波段光的成像信息，二者的成像信息相互补充，比如对于将红外光成像与可见光成像融合的方案中，在实现探测目标的同时，能够利用可见光图像包含丰富的信息内容，提高空间分辨率，增强图像细节。其中图像配准是双光图像融合的基本环节，也是图像融合的重要部分。现有技术中，使用的图像配准方案是基于几何光学原理计算校正矩阵，使用校正矩阵对图像或者成像装置进行校准。这种方法实现算法简单，对场景没有特殊要求，校正结果稳定，但是对成像装置架构的稳定性有较高要求，并且近距离目标的配准效果较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双光成像系统图像配准方法及装置，能够提高配准精度，并且克服现有技术存在的对成像装置架构的稳定性有较高要求以及近距离目标的配准效果较差的缺陷。本专利技术还提供一种双光成像系统以及还提供一种计算机可读存储介质。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种双光成像系统图像配准方法，包括：使用双光成像系统获取目标物的图像，获得所述目标物的第一波段图像和第二波段图像，并获取所述双光成像系统到所述目标物的第一距离；根据与所述距离对应的仿射变换参量，分别从所述目标物的第一波段图像和第二波段图像裁剪出相互对应的图像区域；根据从所述目标物的第一波段图像裁剪出的图像区域和从所述目标物的第二波段图像裁剪出的图像区域包含的边缘特征，将所述目标物的第一波段图像和第二波段图像配准。优选的，获取所述仿射变换参量包括：使用所述双光成像系统获取预设标定靶的图像，获得所述预设标定靶的第一波段图像和第二波段图像，并获取所述双光成像系统到所述预设标定靶的距离；根据所述预设标定靶的第一波段图像和第二波段图像包含的角点特征，从所述预设标定靶的第一波段图像和第二波段图像中选取出N组匹配度满足预设要求的特征点，并确定出从所述预设标定靶的第一波段图像选取出的N个特征点的坐标以及从所述预设标定靶的第二波段图像选取出的N个特征点的坐标，N为大于等于3的正整数；根据从所述预设标定靶的第一波段图像选取出的N个特征点以及从所述预设标定靶的第二波段图像选取出的N个特征点，得到与所述双光成像系统到所述预设标定靶的距离对应的所述仿射变换参量。优选的，具体包括：从所述预设标定靶的第一波段图像选取出的N个特征点表示为V1＝[x1x2...xN，y1y2...yN，11…1]，从所述预设标定靶的第二波段图像选取出的N个特征点表示为V2＝[x1’x2’...xN’，y1’y2’...yN’，11…1]；根据最小二乘法建立函数f(H)＝(H*V1-V2)^2，并对函数f(H)求导，根据以下公式计算获得与所述双光成像系统到所述预设标定靶的距离对应的所述仿射变换参量H：H＝(V1T×V1)-1×V1T×V2。优选的，根据从所述目标物的第一波段图像裁剪出的图像区域和从所述目标物的第二波段图像裁剪出的图像区域包含的边缘特征，将所述目标物的第一波段图像和第二波段图像配准包括：对从所述目标物的第一波段图像裁剪出的图像区域提取边缘特征以及对从所述目标物的第二波段图像裁剪出的图像区域提取边缘特征，分别获得第一图像和第二图像；将所述第一图像和所述第二图像对应地划分为多个区块，并获取所述第一图像的每一区块的特征数据总和，选取出特征数据总和最大的区块；从所述第二图像的各个区块中选取出与从所述第一图像选取出的区块对应的区块，根据选取出的两个区块包含的边缘特征，将所述目标物的第一波段图像和第二波段图像配准。优选的，对从所述目标物的第一波段图像裁剪出的图像区域提取边缘特征以及对从所述目标物的第二波段图像裁剪出的图像区域提取边缘特征，分别获得第一图像和第二图像包括：使用sobel算子以及对从所述目标物的第一波段图像裁剪出的图像区域进行卷积，分别提取垂直梯度V1_Iy和水平梯度V1_Ix，获得第一梯度图V1_sobel＝V1_Iy+V1_Ix；使用sobel算子以及对从所述目标物的第二波段图像裁剪出的图像区域进行卷积，分别提取垂直梯度V2_Iy和水平梯度V2_Ix，获得第二梯度图V2_sobel＝V2_Iy+V2_Ix；分别对所述第一梯度图和所述第二梯度图进行二值化处理，对应获得所述第一图像和所述第二图像。优选的，分别对所述第一梯度图和所述第二梯度图进行二值化处理，对应获得所述第一图像和所述第二图像包括：对所述第一梯度图进行直方图统计，计算均值mean和均方差sigma，将所述第一梯度图中像素值大于(mean+3*sigma)的像素置1，其余像素置0，得到所述第一图像；对所述第二梯度图进行直方图统计，计算均值mean和均方差sigma，将所述第二梯度图中像素值大于(mean+3*sigma)的像素置1，其余像素置0，得到所述第二图像。优选的，根据选取出的两个区块包含的边缘特征，将所述目标物的第一波段图像和第二波段图像配准包括：以偏移向量对选取出的两个区块配准，根据选取出的两个区块包含的边缘特征，获得使选取出的两个区块重合区域最大的偏移向量，根据得到的偏移向量将所述目标物的第一波段图像和第二波段图像配准。一种双光成像系统图像配准装置，用于执行以上所述的双光成像系统图像配准方法。一种双光成像系统，包括以上所述的双光成像系统图像配准装置。一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述双光成像系统图像配准方法的步骤。由上述技术方案可知，本专利技术所提供的一种双光成像系统图像配准方法及装置，使用双光成像系统获取目标物的图像，获得目标物的第一波段图像和第二波段图像，并获取双光成像系统到目标物的距离，然后根据与所述距离对应的仿射变换参量，分别从目标物的第一波段图像和第二波段图像裁剪出相互对应的图像区域，进一步根据从目标物的第一波段图像裁剪出的图像区域和从目标物的第二波段图像裁剪出的图像区域包含的边缘特征，将目标物的第一波段图像和第二波段图像配准。本专利技术的双光成像系统图像配准方法及装置，首先根据与双光成像系统到目标物的距离对应的仿射变换参量对获得的第一波段图像和第二波段图像粗配准，从两图像裁剪出相互对应的图像区域，而后根据从两图像裁剪出的图像区域包含的边缘特征，将第一波段图像和第二波段图像进一步细配准，能够提高配准精度，并且克服了现有技术存在的对成像装置架构的稳定性有较高要求以及近距离目标的配准效果较差的缺陷。本专利技术提供的一种双光成像系统，能够达到上述有益效果。本专利技术提供的一种计算机可读存储介质，能够达到上述有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双光成像系统图像配准方法，其特征在于，包括：/n使用双光成像系统获取目标物的图像，获得所述目标物的第一波段图像和第二波段图像，并获取所述双光成像系统到所述目标物的距离；/n根据与所述距离对应的仿射变换参量，分别从所述目标物的第一波段图像和第二波段图像裁剪出相互对应的图像区域；/n根据从所述目标物的第一波段图像裁剪出的图像区域和从所述目标物的第二波段图像裁剪出的图像区域包含的边缘特征，将所述目标物的第一波段图像和第二波段图像配准。/n

【技术特征摘要】
1.一种双光成像系统图像配准方法，其特征在于，包括：
使用双光成像系统获取目标物的图像，获得所述目标物的第一波段图像和第二波段图像，并获取所述双光成像系统到所述目标物的距离；
根据与所述距离对应的仿射变换参量，分别从所述目标物的第一波段图像和第二波段图像裁剪出相互对应的图像区域；
根据从所述目标物的第一波段图像裁剪出的图像区域和从所述目标物的第二波段图像裁剪出的图像区域包含的边缘特征，将所述目标物的第一波段图像和第二波段图像配准。


2.根据权利要求1所述的双光成像系统图像配准方法，其特征在于，获取所述仿射变换参量包括：
使用所述双光成像系统获取预设标定靶的图像，获得所述预设标定靶的第一波段图像和第二波段图像，并获取所述双光成像系统到所述预设标定靶的距离；
根据所述预设标定靶的第一波段图像和第二波段图像包含的角点特征，从所述预设标定靶的第一波段图像和第二波段图像中选取出N组匹配度满足预设要求的特征点，并确定出从所述预设标定靶的第一波段图像选取出的N个特征点的坐标以及从所述预设标定靶的第二波段图像选取出的N个特征点的坐标，N为大于等于3的正整数；
根据从所述预设标定靶的第一波段图像选取出的N个特征点以及从所述预设标定靶的第二波段图像选取出的N个特征点，得到与所述双光成像系统到所述预设标定靶的距离对应的所述仿射变换参量。


3.根据权利要求2所述的双光成像系统图像配准方法，其特征在于，具体包括：
从所述预设标定靶的第一波段图像选取出的N个特征点表示为V1＝[x1x2...xN，y1y2...yN，11…1]，从所述预设标定靶的第二波段图像选取出的N个特征点表示为V2＝[x1’x2’...xN’，y1’y2’...yN’，11…1]；
根据最小二乘法建立函数f(H)＝(H*V1-V2)^2，并对函数f(H)求导，根据以下公式计算获得与所述双光成像系统到所述预设标定靶的距离对应的所述仿射变换参量H：H＝(V1T×V1)-1×V1T×V2。


4.根据权利要求1所述的双光成像系统图像配准方法，其特征在于，根据从所述目标物的第一波段图像裁剪出的图像区域和从所述目标物的第二波段图像裁剪出的图像区域包含的边缘特征，将所述目标物的第一波段图像和第二波段图像配准包括：
对从所述目标物的第一波段图像裁剪出的图像区域提取边缘特征以及对从所述目标物的第二波段图像裁剪出的图像区域提取边缘特征，分别获得第一图像和第二图像；
将所述第一图像和所述第二图像对应地划分为多个区块，并获取所述第一图像的每一区块的特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东婧，李红领，黄子农，
申请(专利权)人：烟台艾睿光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37