基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法技术

本发明专利技术公开了一种基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法，包括：将红外图像与可见光图像进行六种双模式细胞融合；将六个细胞融合结果按顺序每两项分为一组，并分别将三组中两个细胞融合结果相应的馈入到ON对抗系统和OFF对抗系统的中心以及ON对抗系统和OFF对抗系统的环绕区域；将三个中心馈入结果分别馈入ON对抗系统的中心兴奋区域，将三个环绕馈入结果分别馈入ON对抗系统的环绕抑制区域，结果依次映射到B、G和R三个通道，输出伪彩色融合图像。该方法以响尾蛇的视觉感受野数学模型为基础，依据双模式细胞作用机制，实现可见光图像和红外图像的融合，融合得到的伪彩色图像目标更加突出，场景的细节信息也更完整。

【技术实现步骤摘要】
基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法
本专利技术涉及图像融合处理
，更具体的说是涉及一种基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法。
技术介绍
图像融合指通过提取两个或两个以上源图像的信息，得到同一场景或目标更为准确、全面和可靠的图像描述。为了更深入的研究图像融合技术，部分学者以响尾蛇为研究对象模拟其视觉成像机制，例如美国麻省理工大学MIT实验室的A.M.Waxman等人模仿响尾蛇双模式细胞机理建立了基于生物特性的假彩色图像融合的典型结构。Waxman融合结构中，ON/OFF结构表现了中心-环绕对抗受域的对比度感知属性,第一阶段为增强阶段，第二阶段为对红外增强可见光和红外抑制可见光的处理，与响尾蛇视觉的红外和可见光的融合机理相符。该Waxman融合结构模拟了“红外增强可见光细胞”和“红外抑制可见光细胞”，虽然对红外信号分别进行了OFF对抗和ON对抗增强并传入神经节细胞的环绕区域，但实质仍是抑制信号，这就导致红外信号对可见光信号的增强并不明显，进而得到的融合图像中目标不够明显，细节不够突出。因此，如何提供一种目标更加突出、细节表现更好的红外与可见光图像融合方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法，该方法有效解决了现有的图像融合方法得到的融合图像中目标不够明显、细节不够突出的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法，该方法包括：将红外图像与可见光图像进行六种双模式细胞融合，得到六个细胞融合结果；将六个所述细胞融合结果按顺序每两项分为一组，并分别将三组中两个细胞融合结果相应的馈入到ON对抗系统和OFF对抗系统的中心以及ON对抗系统和OFF对抗系统的环绕区域，得到三个中心馈入结果以及三个环绕馈入结果；将三个中心馈入结果分别馈入ON对抗系统的中心兴奋区域，并将三个环绕馈入结果分别馈入ON对抗系统的环绕抑制区域，结果依次映射到B、G和R三个通道，输出伪彩色融合图像。进一步地，所述六个细胞融合结果分别为：红外图像和可见光图像的与、红外图像和可见光图像的或、红外增强可见、红外抑制可见、可见增强红外以及可见抑制红外。所述红外图像和可见光图像的与具体为：当IV(i,j)＞IIR(i,j)时，融合结果为：IAND(i,j)＝nIV(i,j)+mIIR(i,j)当IV(i,j)＜IIR(i,j)，融合结果为：IAND(i,j)＝mIV(i,j)+nIIR(i,j)其中，IV(i,j)为可见光图像，IIR(i,j)为红外图像，IAND(i,j)为红外图像和可见光图像的与，m＞0.5，n＜0.5。所述红外图像和可见光图像的或具体为：当IV(i,j)＞IIR(i,j)时，融合结果为：IOR(i,i)＝mIV(i,j)+nIIR(i,j)当IV(i,j)＜IIR(i,j)，融合结果为：IOR(i,i)＝nIV(i,j)+mIIR(i,j)其中，IV(i,j)为可见光图像，IIR(i,j)为红外图像，IOR(i,j)为红外图像和可见光图像的或，m＞0.5，n＜0.5。所述红外增强可见具体为：IIR+V(i,j)＝IV(i,j)expIIR(i,j)其中，IIR+V(i,j)表示红外增强可见光信号后的图像，IV(i,j)为可见光图像，IIR(i,j)为红外图像。所述红外抑制可见具体为：IIR-V(i,j)＝IV(i,j)log[IIR(i,j)+1]其中，IIR-V(i,j)表示红外抑制可见光信号后的图像，IV(i,j)为可见光图像，IIR(i,j)为红外图像。所述可见增强红外具体为：IV+IR(i,j)＝IIR(i,j)expIV(i,j)其中，IV+IR(i,j)表示可见光增强红外后的图像，IV(i,j)为可见光图像，IIR(i,j)为红外图像。所述可见抑制红外具体为：IV-IR(i,j)＝IIR(i,j)log[IV(i,j)+1]其中，IV-IR(i,j)表示可见光抑制红外后的图像，IV(i,j)为可见光图像，IIR(i,j)为红外图像。进一步地，将六个所述细胞融合结果按顺序每两项分为一组的过程，具体包括：将红外图像和可见光图像的与以及红外图像和可见光图像的或作为第一组；将红外增强可见以及红外抑制可见作为第二组；将可见增强红外以及可见抑制红外作为第三组。进一步地，分别将三组中两个细胞融合结果相应的馈入到ON对抗系统和OFF对抗系统的中心以及ON对抗系统和OFF对抗系统的环绕区域的过程，具体包括：将第一组中红外图像和可见光图像的与馈入到ON对抗系统和OFF对抗系统的中心，并将红外图像和可见光图像的或馈入到ON对抗系统和OFF对抗系统的环绕区域，得到X1和X2；将第二组中红外增强可见馈入到ON对抗系统和OFF对抗系统的中心，并将红外抑制可见馈入到ON对抗系统和OFF对抗系统的环绕区域，得到X3和X4；将第三组中可见增强红外馈入到ON对抗系统和OFF对抗系统的中心，并将可见抑制红外馈入到ON对抗系统和OFF对抗系统的环绕区域，得到X5和X6；其中，所述中心馈入结果包括X1、X3和X5，所述环绕馈入结果包括X2、X4和X6。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法，该方法以响尾蛇的视觉感受野数学模型为基础，依据双模式细胞作用机制，实现可见光图像和红外图像的融合，融合后得到的伪彩色图像有较好的视觉效果，更接近自然色彩，目标更加突出，场景的细节信息也比较完整。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技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一种基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法的实现流程示意图；图2为视网膜神经细胞的ON中心-OFF环绕感受野对应的同心圆结构对抗受域模型示意图；图3为视网膜神经细胞的OFF中心-ON环绕感受野对应的同心圆结构对抗受域模型示意图；图4为基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法的实现原理示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见附图1，本专利技术实施例公开了一种基于响尾蛇视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法，其特征在于，包括：/n将红外图像与可见光图像进行六种双模式细胞融合，得到六个细胞融合结果；/n将六个所述细胞融合结果按顺序每两项分为一组，并分别将三组中两个细胞融合结果相应的馈入到ON对抗系统和OFF对抗系统的中心以及ON对抗系统和OFF对抗系统的环绕区域，得到三个中心馈入结果以及三个环绕馈入结果；/n将三个中心馈入结果分别馈入ON对抗系统的中心兴奋区域，并将三个环绕馈入结果分别馈入ON对抗系统的环绕抑制区域，结果依次映射到B、G和R三个通道，输出伪彩色融合图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法，其特征在于，包括：
将红外图像与可见光图像进行六种双模式细胞融合，得到六个细胞融合结果；
将六个所述细胞融合结果按顺序每两项分为一组，并分别将三组中两个细胞融合结果相应的馈入到ON对抗系统和OFF对抗系统的中心以及ON对抗系统和OFF对抗系统的环绕区域，得到三个中心馈入结果以及三个环绕馈入结果；
将三个中心馈入结果分别馈入ON对抗系统的中心兴奋区域，并将三个环绕馈入结果分别馈入ON对抗系统的环绕抑制区域，结果依次映射到B、G和R三个通道，输出伪彩色融合图像。


2.根据权利要求1所述的一种基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法，其特征在于，所述六个细胞融合结果分别为：红外图像和可见光图像的与、红外图像和可见光图像的或、红外增强可见、红外抑制可见、可见增强红外以及可见抑制红外。


3.根据权利要求2所述的一种基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法，其特征在于，所述红外图像和可见光图像的与具体为：
当IV(i,j)＞IIR(i,j)时，融合结果为：
IAND(i,j)＝nIV(i,j)+mIIR(i,j)
当IV(i,j)＜IIR(i,j)，融合结果为：
IAND(i,j)＝mIV(i,j)+nIIR(i,j)
其中，IV(i,j)为可见光图像，IIR(i,j)为红外图像，IAND(i,j)为红外图像和可见光图像的与，m＞0.5，n＜0.5。


4.根据权利要求2所述的一种基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法，其特征在于，所述红外图像和可见光图像的或具体为：
当IV(i,j)＞IIR(i,j)时，融合结果为：
IOR(i,i)＝mIV(i,j)+nIIR(i,j)
当IV(i,j)＜IIR(i,j)，融合结果为：
IOR(i,i)＝nIV(i,j)+mIIR(i,j)
其中，IV(i,j)为可见光图像，IIR(i,j)为红外图像，IOR(i,j)为红外图像和可见光图像的或，m＞0.5，n＜0.5。


5.根据权利要求2所述的一种基于响尾蛇视觉成像的红外与可见光图像融合方法，其特征在于，所述红外增强可见具体为：
IIR+V(i,j)＝IV(i,j)expIIR(i,j)
其中，IIR+V(i,j)表示红外增强可见光信号后的图像，IV(i,j)为可见光图像，IIR(i,j...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，李新潮，王晓光，谢文洁，刘红旗，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22