一种图像融合及去噪的方法及系统技术方案

本发明专利技术主要涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像融合及去噪的方法及系统；获取模板窗口区域内RGB三个通道中亮度最大的图像数据信息，并根据该亮度最大的图像数据信息分别拉伸相应模板窗口内RGB三个通道的图像亮度；计算同一目标的近红外图像的模板窗口区域内的像素均值，并分别计算相应模板窗口区域内的拉伸后的RGB三个通道的图像的像素均值；根据近红外图像的像素均值和拉伸后的RGB三个通道的图像的像素均值，并通过引导滤波器分别计算拉伸后RGB三个通道的相应模板窗口区域内的图像融合及去噪后的数据；根据RGB三个通道的图像融合及去噪后的数据以及RGB三个通道中亮度最大的数据信息生成可见光图像。

【技术实现步骤摘要】
一种图像融合及去噪的方法及系统
本专利技术主要涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像融合及去噪的方法及系统。
技术介绍
在安防监控过程中，如何在夜晚暗光甚至微光条件下对环境取景拍摄是一项亟待解决的技术难题。夜间拍摄时由于环境照度较低，传统的监控方案中必须在摄像头附近加装强闪光装置进行补光照明，但是正由于夜间的环境照度与强补光的对比度过大，导致在正常行人行车时对人眼的致盲效果明显。这种光污染在一定程度上反而对道路交通安全造成了隐患。因此需要一种方法来去除强补光过程，同时实现对夜间环境的清晰拍摄过程。目前现有的解决方案是采用近红外光补光照明结合可见光拍摄的双光成像方式。由于近红外光的波段超出人眼的视觉波段，因此近红外补光不会被人眼察觉，也就不会引起致盲效果。但是近红外补光后的图像只有灰度，没有彩色信息，这在一定程度上降低了观察人员对实际环境的判断能力，因此加入了可见光拍摄过程来还原场景的彩色信息。但是由于近红外补光不能为可见光成像提供补光效果，因此可见光成像过程拍摄到的依旧是照度很低，必须经过动态范围拉伸后才能观察图像中的内容，而此时得到的拉伸后图像是一种噪声很大的图像，严重影响了最终的成像效果。因此，需要一种有效的融合及降噪方法来提高图像质量。目前对本领域内的技术人员来说，如何提高近红外光和可见光图像融合成像的像质，是目前需要解决的技术问题。在本领域内，最新的方法是采用人工智能的方法进行处理，但是人工智能的方法对静态场景效果较好，对快速运动的场景及目标适应性较差。因此，需要一种方法能够仅利用当前帧图像信息实时进行处理。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术现提供一种图像融合及去噪的方法及系统，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种图像融合及去噪的方法，所述方法包括：分别提取可见光图像中RGB三个通道的图像，获取模板窗口区域内RGB三个通道中亮度最大的图像数据信息，并根据该亮度最大的图像数据信息分别拉伸相应模板窗口内RGB三个通道的图像亮度；计算同一目标的近红外图像的模板窗口区域内的像素均值，并分别计算相应模板窗口区域内的拉伸后的RGB三个通道的图像的像素均值；根据近红外图像的像素均值和拉伸后的RGB三个通道的图像的像素均值，并通过引导滤波器分别计算拉伸后RGB三个通道的相应模板窗口区域内的图像融合及去噪后的数据；根据RGB三个通道的图像融合及去噪后的数据以及RGB三个通道中亮度最大的数据信息生成可见光图像。优选的是，所述引导滤波器的核函数为：其中，ωk为核函数窗口模板，gi为模板窗口区域内强度域的高斯系数，gj为模板窗口区域内空间域的高斯系数，μ为近红外图像的模板窗口区域内的像素均值，μk为模板窗口区域内RGB三个通道的图像的像素均值，k代表RGB三个不同的通道，σk为模板窗口区域内的高斯标准差，ε表示标准差修正值，i和j代表相应RGB通道的坐标。优选的是，获取模板窗口区域内RGB三个通道中亮度最大的图像数据信息包括：创建物理模型；筛选物理模型的模板窗口区域内的目标值；对筛选出的最大的亮度值进行归一化。优选的是，分别计算相应模板窗口区域内的拉伸后的RGB三个通道的图像的像素均值包括：根据亮度最大值的归一化数据对该亮度最大值的通道的模板窗口区域内的图像进行亮度反演并得到反演后的数据；根据该亮度最大值的归一化数据和反演后的数据计算亮度权重因子；提取相应亮度最大值的通道的色度数据和饱和度数据，并结合亮度最大值的归一化数据和反演后的数据计算色度权重因子；根据亮度权重因子和色度权重因子计算联合权重因子；根据联合权重因子分别拉伸相应模板窗口内RGB三个通道的图像亮度。优选的是，在通过所述引导滤波器进行计算的过程中，所述引导滤波器的核函数对选取的近红外引导图像和RGB三个通道的待处理图像进行计算，当选取的近红外引导图像和RGB三个通道的待处理图像对应像素点差异较小时，RGB三个通道的待处理图像中的对应像素点与近红外引导图像中的对应像素点可直接使用。一种图像融合及去噪的系统，包括图像预处理单元、融合及去噪单元和图像生成单元；所述图像预处理单元用于分别提取可见光图像中RGB三个通道的图像，获取模板窗口区域内RGB三个通道中亮度最大的图像数据信息，并根据该亮度最大的图像数据信息分别拉伸相应模板窗口内RGB三个通道的图像亮度；计算同一目标的近红外图像的模板窗口区域内的像素均值，并分别计算相应模板窗口区域内的拉伸后的RGB三个通道的图像的像素均值；所述融合及去噪单元用于根据近红外图像的像素均值和拉伸后的RGB三个通道的图像的像素均值，并通过引导滤波器分别计算拉伸后RGB三个通道的相应模板窗口区域内的图像融合及去噪后的数据；所述图像生成单元用于根据RGB三个通道的图像融合及去噪后的数据以及RGB三个通道中亮度最大的数据信息生成可见光图像。优选的是，所述引导滤波器的核函数为：其中，ωk为核函数窗口模板，gi为模板窗口区域内强度域的高斯系数，gj为模板窗口区域内空间域的高斯系数，μ为近红外图像的模板窗口区域内的像素均值，μk为模板窗口区域内RGB三个通道的图像的像素均值，k代表RGB三个不同的通道，σk为模板窗口区域内的高斯标准差，ε表示标准差修正值，i和j代表相应RGB通道的坐标。优选的是，获取模板窗口区域内RGB三个通道中亮度最大的图像数据信息包括：创建物理模型；筛选物理模型的模板窗口区域内的目标值；对筛选出的最大的亮度值进行归一化。优选的是，分别计算相应模板窗口区域内的拉伸后的RGB三个通道的图像的像素均值包括：根据亮度最大值的归一化数据对该亮度最大值的通道的模板窗口区域内的图像进行亮度反演并得到反演后的数据；根据该亮度最大值的归一化数据和反演后的数据计算亮度权重因子；提取相应亮度最大值的通道的色度数据和饱和度数据，并结合亮度最大值的归一化数据和反演后的数据计算色度权重因子；根据亮度权重因子和色度权重因子计算联合权重因子；根据联合权重因子分别拉伸相应模板窗口内RGB三个通道的图像亮度。优选的是，在通过所述引导滤波器进行计算的过程中，所述引导滤波器的核函数对选取的近红外引导图像和RGB三个通道的待处理图像进行计算，当选取的近红外引导图像和RGB三个通道的待处理图像对应像素点差异较小时，RGB三个通道的待处理图像中的对应像素点与近红外引导图像中的对应像素点可直接使用。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的图像融合及去噪的方法及系统利用近红外图像作为引导图像，分别对可见光图像的RGB三个通道的图像进行计算，通过引导滤波器直接获得需要的融合以及滤波后的图像，整个过程响应快速，反应灵敏，系统负载低。附图说明图1为本专利技术的图像融合及去噪的方法的流程示意意图；图2为本专利技术的图像融合及去噪的系统的结构示意图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像融合及去噪的方法，其特征在于：/n所述方法包括：/n分别提取可见光图像中RGB三个通道的图像，获取模板窗口区域内RGB三个通道中亮度最大的图像数据信息，并根据该亮度最大的图像数据信息分别拉伸相应模板窗口内RGB三个通道的图像亮度；计算同一目标的近红外图像的模板窗口区域内的像素均值，并分别计算相应模板窗口区域内的拉伸后的RGB三个通道的图像的像素均值；/n根据近红外图像的像素均值和拉伸后的RGB三个通道的图像的像素均值，并通过引导滤波器分别计算拉伸后RGB三个通道的相应模板窗口区域内的图像融合及去噪后的数据；/n根据RGB三个通道的图像融合及去噪后的数据以及RGB三个通道中亮度最大的数据信息生成可见光图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种图像融合及去噪的方法，其特征在于：
所述方法包括：
分别提取可见光图像中RGB三个通道的图像，获取模板窗口区域内RGB三个通道中亮度最大的图像数据信息，并根据该亮度最大的图像数据信息分别拉伸相应模板窗口内RGB三个通道的图像亮度；计算同一目标的近红外图像的模板窗口区域内的像素均值，并分别计算相应模板窗口区域内的拉伸后的RGB三个通道的图像的像素均值；
根据近红外图像的像素均值和拉伸后的RGB三个通道的图像的像素均值，并通过引导滤波器分别计算拉伸后RGB三个通道的相应模板窗口区域内的图像融合及去噪后的数据；
根据RGB三个通道的图像融合及去噪后的数据以及RGB三个通道中亮度最大的数据信息生成可见光图像。


2.根据权利要求2所述的图像融合及去噪的方法，其特征在于：
所述引导滤波器的核函数为：



其中，ωk为核函数窗口模板，gi为模板窗口区域内强度域的高斯系数，gj为模板窗口区域内空间域的高斯系数，μ为近红外图像的模板窗口区域内的像素均值，μk为模板窗口区域内RGB三个通道的图像的像素均值，k代表RGB三个不同的通道，σk为模板窗口区域内的高斯标准差，ε表示标准差修正值，i和j代表相应RGB通道的坐标。


3.根据权利要求2所述的图像融合及去噪的方法，其特征在于：
获取模板窗口区域内RGB三个通道中亮度最大的图像数据信息包括：
创建物理模型；
筛选物理模型的模板窗口区域内的目标值；
对筛选出的最大的亮度值进行归一化。


4.根据权利要求3所述的图像融合及去噪的方法，其特征在于：
分别计算相应模板窗口区域内的拉伸后的RGB三个通道的图像的像素均值包括：
根据亮度最大值的归一化数据对该亮度最大值的通道的模板窗口区域内的图像进行亮度反演并得到反演后的数据；
根据该亮度最大值的归一化数据和反演后的数据计算亮度权重因子；
提取相应亮度最大值的通道的色度数据和饱和度数据，并结合亮度最大值的归一化数据和反演后的数据计算色度权重因子；
根据亮度权重因子和色度权重因子计算联合权重因子；
根据联合权重因子分别拉伸相应模板窗口内RGB三个通道的图像亮度。


5.根据权利要求1至4中任意一项所述的图像融合及去噪的方法，其特征在于：
在通过所述引导滤波器进行计算的过程中，所述引导滤波器的核函数对选取的近红外引导图像和RGB三个通道的待处理图像进行计算，当选取的近红外引导图像和RGB三个通道的待处理图像对应像素点差异较小时，RGB三个通道的待处理图像中的对应像素点与近红外引导图像中的对应像素点可直接使用。


6.一种图像融合及去噪的系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵毅，张登平，朱道广，刘宁，吴锦织，王子瑜，谢小波，宋莽，
申请(专利权)人：江苏宇特光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32