现有的各类彩色图像增强方法，主要用于对光照不均匀或弱光条件下已获取的彩色图像进行直接增强，而低照度彩色成像系统获取的彩色图像是由单独采集的三基色图像融合而成。为此提出了基于低照度三基色图像去噪及融合彩色图像增强方法。利用小波变换对低照度条件下独立采集的三基色图像进行去噪；然后将去噪后图像融合成彩色图像，将彩色图像由RGB颜色空间转换为HSV颜色空间；在HSV空间对V进行MSR增强，再对增强后的图像进行S调整；最后再将其转换回RGB颜色空间。采用客观评价方法对选取的去噪增强后图像进行了评价。结果表明：经过去噪和增强后的彩色图像在均值、方差和熵3项指标上均优于三基色直接融合的彩色图像，平均提高幅度为均值11.37%、方差8.46%、信息熵0.44%。该方法可移植到低照度彩色成像系统中，对成像质量的提升具有指导意义。

由于光照度不足, 现有白天彩色成像技术在夜间无法成彩色图像。提出一种适用于低照度条件下的三基色动态采集方法, 采用滤色轮对物体反射光过滤, 利用像增强器对过滤后的单色光放大, 使用图像传感器耦合像增强器上的单色光图像, 实现低照度条件下目标三基色图像的采集。采用直接映射方法将三基色图像融合成彩色图像, 利用无参考图像的评价方法对彩色图像质量进行了评价。实验和评价结果表明, 在低照度条件下, 采用“分离—放大—融合”的方案获取彩色图像在理论和实践上都是可行的, 且在单色采集时可以通过增长曝光时间的手段来提升最终彩色图像的亮度和对比度。对低照度条件下彩色成像系统的设计和研发具有一定的借鉴意义。

为了在低照度条件下获取目标的彩色图像, 提高夜间对目标的识别能力, 提出了基于四波段图像融合的彩色夜视方法.采用F-P滤光片设计出了透射中心在三基色光中心波长及近红外波段的四波段滤光片, 在各个透射区域的平均透射率均达90%以上; 将四波段滤光片设计成圆形滤色轮结构, 用分光计测得了各波段滤光片的光谱透射性; 对加入滤光片后的系统信噪比进行了分析和计算, 分析结果表明加入滤光片不会引入噪声, 计算结果表明加入蓝色、绿色、红色和近红外波段滤光片的成像系统的信噪比分别是原来单色微光夜视系统信噪比的19.59%、38.45%、47.28%和46.70%.借助国产超二代像增强器在微光实验室进行了四波段图像采集及彩色图像融合实验, 实验时光照度分别为1×10－3lx和1×10－1lx, 对获取的图像质量进行了评价.结果表明：在照度为1×10－3lx时, 融合的彩色图像在均值、方差和熵这三项指标上均优于过滤后的蓝色和绿色的单色图像, 且由于彩色图像中利用了近红外图像进行增强, 使得彩色图像亮度更高, 颜色分辨性更好; 在照度为1×10－1lx时, 融合后的彩色图像的信息熵比红、绿、蓝三种基色图像的大, 彩色图像携带的信息量更大.本文的研究对彩色夜视成像系统的设计和研发具有借鉴和指导意义.

鉴于低照度条件下彩色成像都是采用微光、红外、紫外等波段图像融合成假彩色, 提出一种利用滤光片过滤和像增强器增强的三基色获取及真彩色融合方法。采用F-P滤光片设计出了透射中心在三基色光中心波长的三基色滤光片, 对其光谱透过性进行分析; 通过旋转三基色滤色轮将目标反射光过滤, 使用像增强器对过滤后反射光增强, 借助FPGA编写的控制程序实现滤色轮转速和CCD摄像机成像时间的精确同步, 利用CCD摄像机获取经增强后的三基色图像, 实现目标三基色图像的动态采集。研制的样机在微光实验室进行了三基色采集及融合实验, 实验时光照度分别1×10-1 lx (等效于月光下)和1×10-3 lx(等效于星光下), 采集速度设置为60 f/s, 对获取的图像质量进行了评价。结果表明: 在照度为1×10-1 lx时, 融合后的真彩色图像在灰度均值、灰度方差和信息熵3项指标方面, 比3幅单色图像的平均值分别提高了5.06%、5.97%和1.08%; 在照度为1×10-3 lx时, 融合后的真彩色图像与3幅单色图像的平均值分别提高了13.18%、-9.86和8.65%。