机载多源感知增强合成视景技术的研究.pdfVIP

摘要

随着航空航天技术的进步，增强合成视景技术在军事和民用领域都扮演着至关重

要的角色。多传感器信息融合作为增强合成视景技术的一个重要分支，尤其是在恶劣

退化视觉环境下，极大程度上影响飞行员对外部场景的态势感知能力。因此，对多源传

感器的数据进行融合处理，以达到增强视景的目的也变得尤为重要。本文主要针对多

传感器信息融合技术进行了研究。主要做了以下几个方面的工作：

（1）针对机载系统在大雾环境下获取图像出现对比度不足、色彩饱和度降低、细

节丢失及色彩偏差等问题，本文提出了一种自适应单图像去雾方法。该方法通过雾浓

度来确定雾粒子的直径，并将雾粒子的直径大小视为一个关键参数，利用散射系数与

场景深度计算透射率，以此来恢复无雾图像。实验结果表明，该方法在保持原图像清晰

度和细节信息的同时，具有更高的结构相似度，与传统图像去雾方法相比，该方法在3

个客观评价指标上表现更优秀；

（2）针对红外与可见光图像融合中细节信息损失严重以及融合效果不佳的问题，

提出一种基于主成分分析（PCA）和非下采样轮廓波（NSCT）变换相结合的引导滤波

图像融合方法，利用NSCT变换对图像分解方向数量的无限制性，通过引导滤波对偏

暗区域的细节信息进行处理，达到增强和保留的目的。采用Visible-InfraredDatabase数

据集中的红外与可见光图像用于验证本方法，实验结果表明，融合后的图像纹理较清

晰，图像偏暗区域的纹理细节信息得到增强，并且在5个客观评价指标上均优于传统

图像融合方法；

（3）针对红外与可见光视频融合中受噪声干扰严重及融合移动目标失真的问题，

提出基于改进的VGG16的红外与可见光视频融合方法，将可见光和红外视频帧同时输

入网络中，进行特征提取，之后进行特征融合，最后特征重建，生成融合视频。本文采

用TNO图像数据集中的红外和可见光视频进行验证，本文提出的融合方法经实验验证

在保留显著特征和纹理细节方面表现出色，同时没有明显的伪影和扭曲现象，这使得

其在移动红外目标融合方面具有更好的效果。

关键词：增强合成视景；信息融合；视频融合；红外与可见光图像

论文类型：应用研究

KEYWORDS:Enhancedsyntheticscene;Informationfusion;Infraredandvisibleimage;

Videofusion

TYPEOFTHESIS:ApplicationResearch

目录

第1章绪论1

1.1选题背景与意义1

1.2国内外现状3

1.2.1国外研究现状3

1.2.2国内研究现状7

1.3研究内容与创新点8

1.4论文主要结构9

第2章增强合成视景技术研究11

2.1合成视景技术分析11

2.2增强视景技术分析12

2.3增强合成视景技术13

2.4多传感器数据融合技术15

2.4.1数据层融合15

2.4.2决策层融合16

2.4.3特征层融合17

2.5本章小结18

第3章多传感器数据预处理19

3.1图像去噪19

3.1.1常见噪声分类19

3.1.2常用去噪算法20

3.2图像去雾21

3.3图像去雨22

3.4自适应单图像去雾方法24

3.4.1自适应单图像去雾方法框架24

3.4.2透射率估计25

3.4.3定性分析26

3.4.4定量分析28

3.5本章小结28

第4章基于PCA与NSCT结合的引导滤波图像融合方法29

4.1PCA变换29

4.2非下采样轮廓波变换30

4.3引导滤波31

4.4本文融合方法31

4.4.1总体融合框架31

低频子带融合方法32

4.4.3高频子