CN101727665B - 红外图像和可见光图像融合的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种红外图像和可见光图像融合的方法及装置，属于图像处理技术领域，该方法包括：获取同一视角拍摄的红外图像和可见光图像；对红外图像和可见光图像进行图像融合处理，得到融合图像；若将红外图像设置为背景图像时，将该背景图像中的预定范围内的红外图像替换为融合图像；或者，若将可见光图像设置为背景图像时，将该背景图像中的预定范围内的可见光图像替换为融合图像，通过将红外图像和可见光图像进行融合处理，提高了对原始目标的识别能力，从而提高了维护人员对故障目标的定位效率。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种红外图像和可见光图像融合的方法及装置。
背景技术
红外成像传感器与一般的可见光成像传感器不同，它采用红外探测器获取地面目标的红外辐射，记录的是目标自身的红外辐射信息，虽然红外成像传感器对热目标的探测性能较好，但其对背景的亮度变化不敏感，成像分辨率低，不利于人眼判读。而可见光成像传感器则只敏感于目标场景的反射，而与目标场景的热对比无关，并且可见光成像传感器分辨率高，能够提供目标所在场景的细节信息。
一般而言，由于目标和背景的红外辐射特性差异，红外图像可提供完整的目标信息，然而它包含的背景信息却模糊不清；相反可见光图像能够提供较全面的背景信息，但目标信息不明显。例如在利用红外成像传感器来检测设备是否正常运行的场景中，就是通过红外温度显示来判断设备是否正常运行，此时红外成像传感器所提供的图像是设备运行时红外温度显示图，用户可从该图中判断设备中是否存在过热情况，但由于红外成像传感器所提供的背景信息成像分辨率较低，用户不能准确识别出过热的具体部位，也就是不能分辨出设备的哪个部件出现了故障，从而会耽误了维修的时间。并且还可能存在，用户不能仅根据该红外图像来判断红外图像中的设备究竟为哪种设备，也会延误维修人员的正常维修工作。
在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在如下问题：现有的红外成像传感器所提供的红外图像的背景信息较模糊，不能够帮助用户准确判断出设备出现故障的具体部位。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种红外图像和可见光图像融合的方法及装置，提高了对原始目标的识别能力，从而增强了维护人员对故障目标的定位效率。
为了达到上述目的，本发明提供一种红外图像和可见光图像融合的方法，所述方法包括：
获取同一视角拍摄的红外图像和可见光图像；
对所述红外图像和所述可见光图像进行图像融合处理，并得到融合图像；
若将所述红外图像设置为背景图像时，将所述背景图像中的预定范围内的红外图像替换为所述融合图像；或者
若将所述可见光图像设置为背景图像时，将所述背景图像中的预定范围内的可见光图像替换为所述融合图像。
优选地，在所述融合图像替换完成后，所述方法还包括：
调整所述预定范围内的所述融合图像的透明度。
优选地，所述图像融合处理的步骤具体为：
将所述红外图像与所述可见光图像以可调的权重比例，按图像像素叠加融合。
优选地，在所述融合图像替换完成后，所述方法还包括：判断所述预定范围内的融合图像所表示的温度是否超过预设的温度门限值，若是，则发出告警信号。
本发明还提供一种红外图像和可见光图像融合的装置，所述装置包括：
拍摄模块，用于获取同一视角拍摄的红外图像和可见光图像；
融合模块，与所述拍摄模块连接，用于对所述红外图像和所述可见光图像进行图像融合处理，并得到融合图像；
替换模块，与所述融合模块连接，若将所述红外图像设置为背景图像时，用于将所述背景图像中的预定范围内的红外图像替换为所述融合图像；或者
若将所述可见光图像设置为背景图像时，用于将所述背景图像中的预定范围内的可见光图像替换为融合图像。
优选地，所述装置还包括：背景图像设置模块，与所述拍摄模块连接，用 于将所述拍摄模块获取的所述红外图像或者所述可见光图像设置为所述背景图像。
优选地，所述装置还包括：透明度调整模块，与所述替换模块连接，用于调整预定范围内的所述融合图像的透明度。
优选地，所述装置还包括：告警模块，与所述替换模块连接，用于在所述预定范围内的所述融合图像所表示的温度超过预设的温度门限值时，发出告警信号。
上述技术方案中的至少一个技术方案具有如下有益效果：通过将从同一角度拍摄的红外图像和可见光图像进行图像融合处理，使得用户可以融合两种图像或创建画中画组合，从而可精确地显示超过指定温度极限的部件，可帮助用户更好地识别和报告可疑部件，并使得维修人员能够在第一时间完成维修。
附图说明
图1为本发明的实施例中红外图像和可见光图像融合的方法流程图；
图2为本发明的实施例中红外图像和可见光图像融合的装置结构框图。
具体实施方式
本发明提供一种红外图像和可见光图像融合的方法，通过获取同一视角拍摄的红外图像和可见光图像，并对该红外图像和可见光图像进行图像融合处理，得到融合图像，然后可选用红外图像或者可见光图像作为背景图像，并将背景图像中的预定范围内的图像替换为融合图像，例如当选用红外图像作为背景图像时，将该背景图像中的预定范围内的红外图像替换为融合图像，从而可精确地显示超过指定温度极限的部件，可帮助用户更好地识别和报告可疑部件，并使得维修人员能够在第一时间完成维修。
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细地说明。在此，本发明的示意性实施例及说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，为本发明的实施例中红外图像和可见光图像融合的方法流程图，该方法的具体步骤如下：
步骤101、获取同一视角拍摄的红外图像和可见光图像；
为了实现红外图像和可见光图像的融合，首先需获取同一视角拍摄的红外图像和可见光图像，此时既可以选用红外图像作为融合图像的背景图像，也可选用可见光图像作为融合图像的背景图像。
在本实施例中，为了使可见光图像有较好的清晰度，可选用高分辨率的可见光传感器用于拍摄可见光图像，例如选用130万像素的可见光传感器；而红外图像的拍摄则可选用非制冷或制冷红外探测器。本步骤中获取红外图像和可见光图像的方法可采用现有技术中相同的方式，在此就不再赘述。
步骤102、对该红外图像和可见光图像进行图像融合处理，得到融合图像；
也就是，将该红外图像与可见光图像以可调的权重比例，并按照图像像素叠加的方式融合，来获得红外图像和可见光图像的融合图像。当然该图像融合处理方式也并不限于此。
步骤103、判断是选择红外图像还是可见光图像作为背景图像，当选择红外图像作为背景图像时，执行步骤104；当选择可见光图像作为背景图像时，执行步骤105；
在本实施例中采用的是画中画的方式来显示，因此可将其中图像一个定义为前景图像，另一个图像则定义为背景图像，也就是，将步骤101中获取的可见光图像或者红外图像中选取一种图像作为背景图像，例如，可选用红外图像作为的背景图像，或者选用可见光图像作为背景图像，然后再执行步骤104或者步骤105。
步骤104、若将红外图像设置为背景图像时，将背景图像中的预定范围内的红外图像替换为融合图像，执行步骤106；
也就是，首先将红外图像设置为背景图像，然后把背景图像中的某一区域内的红外图像替换为融合图像，由于该红外图像和可见光图像为同一视角拍摄的，因此并不影响替换后图像的视觉效果，可实现画中画组合，从而可克服在全红外图像中不能准确辨别该物体的类型。该图像替换的方式属于现有技术，在此不再敷述。
在本实施例中，为了便于区分可将该预定范围的四周设置一边框作为参照，并且上述预定范围可根据用户的需求预先就设定好，例如可设定为具有一 定范围的矩形区域，此时用户可根据实际需要来进行红外图像和融合图像之间的替换。
同时该预定范围可以在执行步骤101之前就设置好，也可以在执行步骤104时进行设定，因此可实现预定范围的可移动性，当该预定范围移动到该红外图像中的某一区域时，该预定范围所覆盖的红外图像则被替换为融合图像。
在执行完步骤104后，可判断该预定范围内的红外图像所表示的温度是否超过温度门限值，当超过该温度门限值时，可向用户发出告警信息，便于用户及时采取措施，该温度门限值可根据设备中不同部件的工作极限温度来设定。
步骤105、若将可见光图像设置为背景图像时，则将背景图像中的预定范围内的可见光图像替换为融合图像，执行步骤106。
也就是，首先将可见光图像设置为背景图像，然后把背景图像中的某一区域内的可见光图像替换为融合图像，由于该红外图像和可见光图像为同一视角拍摄的，因此并不影响替换后图像的视觉效果，可实现画中画组合，从而可克服在全可见光图像中不能准确识别出设备内温度的分布情况的问题。
在本实施例中，为了便于区分可将该预定范围的四周设置一边框作为参照，并且上述预定范围可根据用户的需求预先就设定好，例如可设定为具有一定范围的矩形区域，此时用户可根据实际需要来进行可见光图像和融合图像之间的替换。
同样该预定范围可以在执行步骤101之前就设置好，也可在执行步骤105时进行设定，因此可实现该预定范围的可移动性，当该预定范围移动到该可见光图像中的某一区域时，该预定范围所覆盖的可见光图像则被替换为融合图像。步骤106、调整预定范围内的融合图像的透明度。
通过调整该融合图像的透明度可使得用户能够准确的判断出图像中的设备究竟为哪种设备，便于用户及时采取正确的维修工作。本步骤为可选步骤。
由上述技术方案可知，通过将从同一角度拍摄的红外图像和可见光图像进行融合处理，使得用户可以融合两种图像或创建画中画组合，从而可精确地显示超过指定温度极限的部件，可帮助用户更好地识别和报告可疑部件，并使得维修人员能够在第一时间完成维修。
为了实现上述的方法实施例，本发明的其他实施例还提供了一种红外图像 和可见光图像融合的装置。另需首先说明的是，由于下述的实施例是为实现前述的方法实施例，故该装置都是为了实现前述方法的各步骤而设，但本发明并不限于下述的实施例，任何可实现上述方法装置都应包含于本发明的保护范围。并且在下面的描述中，与前述方法相同的内容在此省略，以节约篇幅。
参见图2，为本发明的实施例中红外图像和可见光图像融合的装置结构框图，该装置30包括：
拍摄模块31，用于获取同一视角拍摄的红外图像和可见光图像；
融合模块32，与拍摄模块31连接，用于对红外图像和可见光图像进行图像融合处理，并得到融合图像。
背景图像设置模块33，与拍摄模块31连接，用于将拍摄模块31获取的红外图像或者可见光图像设置为背景图像；
替换模块34，与融合模块32和背景图像设置模块33连接，若将红外图像设置为背景图像时，用于将背景图像中的预定范围内的红外图像替换为融合图像；或者
若将可见光图像设置为背景图像时，用于将背景图像中的预定范围内的可见光图像替换为融合图像。
在本发明另一实施例中，该装置30还包括：透明度调整模块35，与替换模块34连接，用于调整预定范围内融合图像的透明度。
在本发明另一实施例中，该装置30还包括：告警模块36，与替换模块34连接，用于在预定范围内的融合图像所表示的温度超过预设的温度门限值时，发出告警信号。
上述温度门限值可根据设备中不同部件的工作极限温度来设定，通过设定该温度门限值可防止设备的工作温度过高，可延长设备的使用寿命。
通过上述实施例，用户可根据获得的红外图像和可见光图像获得如下六种图像融合模式：
模式一、纯红外模式
在此模式中，用户可直接获取红外图像，并通过该红外图像来了解设备内部的温度分布情况，由于此模式中获取红外图像的方式与现有技术相同，在此就不再赘述；
模式二、纯可见光模式
在此模式中，用户可直接获取可见光图像，由于此模式中获取可见光图像的方式与现有技术相同，在此就不再赘述；
模式三、Vision+mix
在此模式中，预定范围内的红外图像替换为融合图像，该融合图像的透明度可调，融合图像的位置可调，并且矩形形状的融合图像的大小也可调。融合图像边缘有细小的白色方框，用来区分红外图像和融合图像。
模式四、IR+mix
在此模式中，预定范围内的可见光图像替换为融合图像，该融合图像的透明度可调，该融合图像的位置可调，并且矩形形状的融合图像的大小也可调。融合图像的边缘有细小的白色方框，用来区分可见光和融合图像。
模式五、Main IR
在此模式中，预定范围内的可见光图像不透明，该可见光图像的透明度不可调，但该可见光图像的位置可调，矩形形状大小也可调。可见光图像边缘有细小的白色方框，用来区分可见光和红外图像。
模式六、Main Vision
在此模式中，预定范围内的红外图像不透明，该红外图像的透明度不可调，但位置可调，矩形形状大小也可调。红外图像边缘有细小的白色方框，用来区分可见光和红外图像。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种红外图像和可见光图像融合的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取同一视角拍摄的红外图像和可见光图像；
对所述红外图像和所述可见光图像进行图像融合处理，并得到融合图像；
若将所述红外图像设置为背景图像时，将所述背景图像中的预定范围内的红外图像替换为所述融合图像；或者
若将所述可见光图像设置为背景图像时，将所述背景图像中的预定范围内的可见光图像替换为所述融合图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述融合图像替换完成后，所述方法还包括：
调整所述预定范围内的所述融合图像的透明度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像融合处理的步骤具体为：
将所述红外图像与所述可见光图像以可调的权重比例，按图像像素叠加融合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述融合图像替换完成后，所述方法还包括：
判断所述预定范围内的融合图像所表示的温度是否超过预设的温度门限值，若是，则发出告警信号。
5.一种红外图像和可见光图像融合的装置，其特征在于，所述装置包括：
拍摄模块，用于获取同一视角拍摄的红外图像和可见光图像；
融合模块，与所述拍摄模块连接，用于对所述红外图像和所述可见光图像进行图像融合处理，并得到融合图像；
替换模块，与所述融合模块连接，若将所述红外图像设置为背景图像时，用于将所述背景图像中的预定范围内的红外图像替换为所述融合图像；或者
若将所述可见光图像设置为背景图像时，用于将所述背景图像中的预定范围内的可见光图像替换为融合图像。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
背景图像设置模块，与所述拍摄模块连接，用于将所述拍摄模块获取的所述红外图像或者所述可见光图像设置为所述背景图像。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
透明度调整模块，与所述替换模块连接，用于调整预定范围内的所述融合图像的透明度。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
告警模块，与所述替换模块连接，用于在所述预定范围内的所述融合图像所表示的温度超过预设的温度门限值时，发出告警信号。
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