在现代化战争中, 红外探测与制导技术的使用已越来越广泛, 因此如何实时生成战场环境 的红外图像就变得非常重要。在Visual C++6.0环境中, 利用OpenGL构建了可见光飞 行场景; 主要基于红外辐射相关理论, 对场景中的目标和背景模型进行了红外辐射特性分析, 并计 算出了各部分模型面元的红外辐射强度; 同时使用LOWTRAN7软件分析了大气衰减的影响, 并通过灰度量化和 OpenGL渲染技术构建了一种实时、动态的飞行场景红外仿真系统。试验结果表明, 该系统能够实时生成 飞行目标在不同红外波段及不同大气环境影响下的红外图像。

针对指针式仪表的判读和计量校准，本文提出了一种新颖实用的基于数字图像处理技术的读数识别方法。首先对图像进行预处理，包括图像分割、图像滤波及膨胀细化等步骤，其中采用了一种改进的自适应中值滤波方法来改善图像效果；然后用改进的、双阈值的霍夫变换提取出图像特征信息，创新性地利用仪表表盘刻度与角度的线性关系得到指针读数，并且对于指针与整刻度线重合的情况进行了后期校正。实验结果表明，该方法对于指针角度识别十分有效，且具有较高的精度和实时性，有很强的实际应用价值。

针对多目标的检测,本文提出一种采用多源图像分形特征的特征级融合检测方法。首先对多目标检测的特点进行了分析,对分形理论进行了介绍,然后详细介绍了该融合检测算法的思路和原理。该算法首先由红外图像阈值分割出部分目标;然后利用分维数图的统计特征可以增强分形维数的奇异性,在可见光图像的分维数图中搜索与已检测出的目标区域具有相近分形统计特征的区域,进行标记;再根据“距离相似度准则”进行目标的聚类识别,排除背景干扰,最终检测出全部目标。实验结果表明该融合检测算法能有效地进行多目标的检测与识别。

综合利用红外图像灰度特征与可见光图像灰度以及分维数方差特征,提出了一种复杂背景下多目标分割算法.首先通过最大熵阈值分割出红外图像的潜在目标区域,记录其质心位置及形状大小并对应到可见光图像中.再提取可见光图像的分形维数,利用其方差特征增强目标奇异性,排除背景奇异区域干扰,并对记录的目标区域进行初判决,得到真实目标质心处的分维数方差.然后将分维数图划分为与已知目标大小接近的区域块,搜索并标记具有相近分维数方差的所有区域块.最后在所标记及其相邻的区域块中精确分割出全部目标.对大量实际图片进行的仿真实验证明,该分割算法可以有效地进行多目标分割,并较好地保留目标形状特征.

图像配准是图像融合技术的基本环节和首要问题,只有经过配准后的图像才能进行有效的融合.其中,小目标由于几乎无特征信息可以利用,所以常规的配准方法都不适用.针对图像识别中小目标的配准问题,分析了其配准特点,创新性地提出了先配准目标视场,再配准目标位置的方法,提出了视场配准的概念.首先运用成像原理,用焦距、分辨率和像元尺寸建立不同CCD之间的视场对应关系,利用此关系完成目标视场的截取放大,使不同CCD得到的图像视场一样大.然后在分析通常采用的最小平均绝对误差(MAD)相关匹配方法缺陷的基础上,提出用最多近邻点距离(MCD)的匹配方法来对准目标位置,完成目标质心的配准.实验结果表明,此方法可以很好地配准小目标,且误差不超过2个像素.由于其针对性强,因而具有较强的实际应用价值.

图像配准是图像融合技术的基本环节和首要问题.针对红外和可见光图像的配准问题,分析了两者配准的特点.引入6参数的仿射变换模型来描述3D空间中的目标,分析了通常采用的4参数模型的不完备性.利用模型计算配准参数,并用最小二乘法达到用多个配准点拟合出最优参数解的目的.实验结果表明,此方法可以很好地消除红外和可见光图像之间的差异.