微光与红外视频融合系统的图像处理器研究

图像融合技术作为多传感器信息融合技术的一个非常重要的分支,近年来引起了世界范围的研究热潮。其中,微光与红外图像融合是近年来夜视图像领域研究的热点。现代战争中,在光线微弱的情况下,能否更远和更好地发现对方,是决定战争胜负的重要因素之一。微光夜视仪的输出图像质量较好、分辨率高,但存在着受环境条件影响大、图像层次不分明等缺点;而红外热像仪的输出图像对比度大、观察条件受环境影响小,但同时也存在着观察质量不高的缺点。如果可以将两种图像以某一算法进行融合的话,则可以充分发挥各自的优点,从而提高夜视系统的观测能力。 本论文主要是围绕微光与红外视频融合系统的图像处理器的研究进行的。从基础理论入手,在介绍国内外融合系统发展概况的基础上,分析了微光图像和红外图像的来源和特点,介绍了几种常用的图像预处理方法、融合算法和图像评估方法,为系统设计提供了理论指导。使用MATLAB仿真,选择了合适的算法应用于图像融合系统。采用TI公司的TMS320DM642芯片设计研发了融合系统,简单介绍了硬件部分的各个模块,包括:前端视频采集设备、图像融合处理板和输出显示设备等。详细阐述了利用CCS2软件对研发的融合板进行的软件测试,包括对DSP、SDRAM、FLASH、串口、视频口等的功能测试,完成了FLASH的烧写。在图像融合预处理中进行了图像增强处理,采用简化的仿射变换的方法进行图像配准,利用加权平均的算法进行图像融合,通过DSP/BIOS的程序框架的构建,解决了系统的多线程问题,使输出图像达到实时的要求,使融合程序可以在融合板上正常运行。最后进行室内、室外多次实时的图像融合处理实验,取得了令人满意的融合效果。