基于小重叠区的红外图像拼接方法、系统及存储介质与流程

本发明涉及图像处理，尤其涉及一种基于小重叠区的红外图像拼接方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、图像拼接技术将多个具有一定位置关系的输入视图合并为一个无拼接痕迹的具有大视场的全景输出图像，是计算机视觉领域中最常用的技术之一。为满足不同应用领域和使用场景，尤其是一些大动态范围红外场景对红外成像系统的要求，高性能红外成像系统设计并采用14位或更高位位深度的a/d转换器对探测器输出信号进行采样和量化已成趋势。目前一般显示设备的灰度显示动态范围只到256级，并且人眼所能分辨的灰度级数最高只到128级。为了方便人眼观测红外场景中的目标，同时兼顾显示设备的显示，往往需要将红外成像系统获得的14位或更高位原始红外数据通过特定算法压缩到8位数据宽度进行显示，这就是红外成像系统中的动态范围压缩技术。

2、传统的图像拼接技术，给图像配准造成了极大困难，并且在图像融合的过程中，图像的重叠区域作为两图像之间平滑过渡的缓冲区也小，限制了可选择算法的多样性，另外由于红外图像动态范围压缩效果对图像最终显示的影响，进一步增大了在如此小的平滑过渡区域内追求良好的视觉一致性效果的难度。因此，如何在降低红外图像拼接流程耗时的情况下，提高小重叠区情况下的红外图像拼接效果成为一个亟待解决的问题。

3、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供了一种基于小重叠区的红外图像拼接方法、系统及存储介质，旨在解决如何在降低红外图像拼接流程耗时的情况下，提高小重叠区情况下的红外图像拼接效果的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于小重叠区的红外图像拼接方法，所述基于小重叠区的红外图像拼接方法包括：

3、通过搭载于云台的红外图像探测器绕轴定点均匀采集多帧高位宽红外图像；

4、分别对多帧高位宽红外图像进行动态范围压缩，获得多帧低位宽红外压缩图像；

5、根据红外图像拼接条件分别将多帧低位宽红外压缩图像对应的红外图像分辨率缩放至目标分辨率，得到多帧待拼接红外图像；

6、将多帧待拼接红外图像分别存储至对应的ddr存储地址，以实现红外图像拼接。

7、可选地，所述分别对多帧高位宽红外图像进行动态范围压缩，获得多帧低位宽红外压缩图像的步骤，包括：

8、确定多帧高位宽红外图像对应的红外图像序列信息；

9、根据所述红外图像序列信息通过限制对比度直方图均衡分别对每帧高位宽红外图像进行列块划分，得到每帧高位宽红外图像对应的多个图像子块；

10、根据位宽转换映射表分别将每帧高位宽红外图像对应的多个图像子块进行动态范围压缩，得到多帧低位宽红外压缩图像。

11、可选地，所述根据位宽转换映射表分别将每帧高位宽红外图像对应的多个图像子块进行动态范围压缩，得到多帧低位宽红外压缩图像的步骤，包括：

12、根据位宽转换映射表分别将每帧高位宽红外图像对应的多个图像子块进行动态范围压缩，得到多帧红外压缩图像；

13、确定各帧红外压缩图像对应的多个压缩图像子块，并确定多个压缩图像子块中相邻子块之间的灰度差；

14、根据所述灰度差分别对多个压缩图像子块进行处理，获得多帧低位宽红外压缩图像。

15、可选地，所述根据所述灰度差分别对多个压缩图像子块进行处理，获得多帧低位宽红外压缩图像的步骤，包括：

16、判断所述灰度差是否大于预设灰度阈值；

17、在所述灰度差小于或等于所述预设灰度阈值时，通过渐入渐出思想修正方式对多个压缩图像子块进行平滑处理，以获得多帧低位宽红外压缩图像。

18、可选地，所述判断所述灰度差是否大于预设灰度阈值的步骤之后，还包括：

19、在所述灰度差大于所述预设灰度阈值时，通过灰度加权方式对多个压缩图像子块进行亮度补偿，以获得多帧低位宽红外压缩图像。

20、可选地，所述将多帧待拼接红外图像分别存储至对应的ddr存储地址，以实现红外图像拼接的步骤之前，还包括：

21、确定多帧高位宽红外图像对应的总帧数，并确定多帧待拼接红外图像对应的图像尺寸；

22、根据所述红外图像序列信息、所述总帧数、所述图像尺寸及全景大视场图像框架信息确定多帧待拼接红外图像对应的ddr存储地址。

23、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于小重叠区的红外图像拼接系统，所述基于小重叠区的红外图像拼接系统包括：

24、采集模块，用于通过搭载于云台的红外图像探测器绕轴定点均匀采集多帧高位宽红外图像；

25、压缩模块，用于分别对多帧高位宽红外图像进行动态范围压缩，获得多帧低位宽红外压缩图像；

26、缩放模块，用于根据红外图像拼接条件分别将多帧低位宽红外压缩图像对应的红外图像分辨率缩放至目标分辨率，得到多帧待拼接红外图像；

27、拼接模块，用于将多帧待拼接红外图像分别存储至对应的ddr存储地址，以实现红外图像拼接。

28、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于小重叠区的红外图像拼接设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于小重叠区的红外图像拼接程序，所述基于小重叠区的红外图像拼接程序配置为实现如上文所述的基于小重叠区的红外图像拼接方法的步骤。

29、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于小重叠区的红外图像拼接程序，所述基于小重叠区的红外图像拼接程序被处理器执行时实现如上文所述的基于小重叠区的红外图像拼接方法的步骤。

30、本发明首先通过搭载于云台的红外图像探测器绕轴定点均匀采集多帧高位宽红外图像，然后分别对多帧高位宽红外图像进行动态范围压缩，获得多帧低位宽红外压缩图像，之后根据红外图像拼接条件分别将多帧低位宽红外压缩图像对应的红外图像分辨率缩放至目标分辨率，得到多帧待拼接红外图像，最后将多帧待拼接红外图像分别存储至对应的ddr存储地址，以实现红外图像拼接。本发明利用红外图像动态范围压缩使待拼接的图像在强化细节的前提下使亮度趋于一致，在此基础上利用渐入渐出图像融合方法，能够在狭小的图像重叠区域内实现更自然平滑的过渡效果，最后将红外图像缩放至目标分辨率后采用逐帧拼接的方式实现大视场的全景图像输出，降低了红外图像拼接流程耗时。

技术特征：

1.一种基于小重叠区的红外图像拼接方法，其特征在于，所述基于小重叠区的红外图像拼接方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别对多帧高位宽红外图像进行动态范围压缩，获得多帧低位宽红外压缩图像的步骤，包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据位宽转换映射表分别将每帧高位宽红外图像对应的多个图像子块进行动态范围压缩，得到多帧低位宽红外压缩图像的步骤，包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述灰度差分别对多个压缩图像子块进行处理，获得多帧低位宽红外压缩图像的步骤，包括：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断所述灰度差是否大于预设灰度阈值的步骤之后，还包括：

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将多帧待拼接红外图像分别存储至对应的ddr存储地址，以实现红外图像拼接的步骤之前，还包括：

7.一种基于小重叠区的红外图像拼接系统，其特征在于，所述基于小重叠区的红外图像拼接系统包括：

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有基于小重叠区的红外图像拼接程序，所述基于小重叠区的红外图像拼接程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的基于小重叠区的红外图像拼接方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于小重叠区的红外图像拼接方法、系统及存储介质，所述方法包括：分别对多帧高位宽红外图像进行动态范围压缩，获得多帧低位宽红外压缩图像；根据红外图像拼接条件分别将多帧低位宽红外压缩图像对应的红外图像分辨率缩放至目标分辨率，得到多帧待拼接红外图像；将多帧待拼接红外图像分别存储至对应的DDR存储地址，以实现红外图像拼接。本发明利用红外图像动态范围压缩使待拼接的图像在强化细节的前提下使亮度趋于一致，之后利用渐入渐出图像融合方法，能够在狭小的图像重叠区域内实现更自然平滑的过渡效果，最后将红外图像缩放至目标分辨率后采用逐帧拼接的方式实现大视场的全景图像输出，降低了红外图像拼接流程耗时。

技术研发人员：朱师伦,孙建华,蒋沅嵩,闵志方,江同源
受保护的技术使用者：华中光电技术研究所（中国船舶集团有限公司第七一七研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17