Аннотация:
Приведён упрощённый алгоритм комплексирования полутоновых телевизионных и тепловизионных изображений в псевдоцветах (ложных цветах) в декоррелированном цветовом пространстве YCbCr с последующим приведением гаммы цветов результата к условиям дневного освещения с использованием алгоритма «переноса» цвета, обеспечивающего одинаковую светлоту полутонового и цветного комплексированных изображений. Показано, что при распараллеливании вычислений на видеокарте данный алгоритм выполняет в реальном масштабе времени комплексирование видеоизображений с размером кадра до 1024×768 пикселей и частотой кадров 30 Гц.

Ключевые слова :
цветовые пространства RGB, HSI, YUV и YCbCr, тепловизионное изображение, комплексирование изображений, псевдоцвет, алгоритм «переноса» цвета, гистограмма, билинейная интерполяция.

Цитирование:
Холопов, И.С. Реализация алгоритма формирования цветного изображения по сигналам монохромных видеодатчиков видимого и длинноволнового инфракрасного дипазонов в цветовом пространстве YCbCr / И.С. Холопов // Компьютерная оптика. – 2016. – Т. 40, № 2. – С. 266-274. – DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-2-266-274.

Литература:

1. Костяшкин, Л.Н. Технологии систем улучшенного/син­тезированного зрения для управления летательными аппаратами / Л.Н. Костяшкин, С.И. Бабаев, А.А. Логинов, О.В. Павлов // Труды научно-технической конференции-семинара «Техническое зрение в системах управления мобильными объектами-2010» / под ред. Р.Р. Назирова. – М.: Механика, управление и информатика, 2011. – С. 45-56.
2. Zheng, Y. An advanced image fusion algorithm based on wavelet transform – incorporation with PCA and morphological processing / Y. Zheng, E.A. Essock, B.C. Hansen // Processing of the SPIE. – 2004. – Vol. 5298. – P. 177-187.
3. Das, S. Sensor fusion of multi-spectral imagery / S. Das, W.K. Krebs // Institution of Electrical Engineers: Electronics Letters. – 2000. – Vol. 36. – P. 1115-1116.
4. Wang, W. A multi-focus image fusion method based on Laplacian pyramid / W. Wang, F. Chang // Journal of computers. – 2011. – Vol. 6(12). – P. 2559-2566.
5. Аншаков, Г.П. Комплексирование гиперспектральных и мультиспектральных данных КА «РЕСУРС-П» для повышения их информативности / Г.П. Аншаков, А.В. Ращупкин, Ю.Н. Журавель // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 1. – С. 77-82.
6. Image Fusion and Its Applications / edited by Y. Zheng. – Rijeka: InTech, 2011. – 242 p.
7. Toet, A. Progress in color night vision / A. Toet, M.A. Ho­gervorst // Optical Engineering. – 2012. – Vol. 51(1). – P. 1-19.
8. Shi, S. Color night vision based on color transfer in YUV color space / S. Shi, L. Wang, W. Jin, Y. Zhao // Proceeding of SPIE. – 2008. – Vol. 6623. – 66230B.
9. Богданов, А.П. Алгоритмы формирования цветного комплексированного изображения из многоспектральных монохромных на основе методов преобразования цветов / А.П. Богданов, И.С. Холопов // Цифровая обработка сигналов. – 2013. – № 3. – С. 26-32.
10. Christinal, J.J. A novel color image fusion for multi sensor night vision images / J.J. Christinal, T.J. Jebaseeli // International Journal of Computer Applications Technology and Research. – 2013. –Vol. 2(2). – P. 155-159.
11. Brown, L.G. A survey of image registration techniques / L.G. Brown // ACM Computing Surveys. – 1992. – Vol. 24(4). – P. 325-376.
12. Parker, J.A. Comparison of interpolating methods for image resampling / J.A. Parker, R.V. Kenyon, D.E. Troxel // IEEE Transactions on Medical Imaging. – 1983. – Vol. MI-2, No. 1. – P. 31-39.
13. Lu, F. Fast image diffusion for feature detection and description / F. Lu, W. Zhuangzhi, L. Xiang // International Journal of Computer Theory and Engineering. – 2015. – Vol. 8(1). – P. 58-62.
14. Heather, J.P. Multimodal image registration with applications to image fusion / J.P. Heather, M.I. Smith: Proceedings of 7th IEEE International Conference on Information Fusion, 25-28 Jul 2005. – P. 1-8.
15. Hui, L. A contour-based approach to multisensor image registration / L. Hui, B.S. Manjunath, S.K. Mitra // IEEE Transactions on Image Processing. – 1995. – Vol. 4(3). – P. 320-334.
16. Oliveira, F.P.M. Matching contours in images using curvature information and optimization based on dynamic programming / F.P.M. Oliveira, J.M.R.S. Tavares // IEEE Latin America Transactio. – 2009. – Vol. 7(6). – P. 703-712.
17. Муратов, Е.Р. Методы сокращения вычислительной сложности алгоритмов совмещения разнородных изображений / Е.Р. Муратов, М.Б. Никифоров // Cloud of Science. – 2014. – Т. 1, № 2. – С. 327-336.
18. Bhosle, U. Multispectral panoramic mosaicing / U. Bhosle, S.D. Roy, S. Chaudhuri // Pattern Recognition Letters. –2005. – Vol. 26(4). – P. 471-482.
19. Hines, G.D. Multi-image registration for an enhanced vision system / G.D. Hines, Z. Rahman, D.J. Jobson, G.A. Woodell // Proceedings of SPIE. – 2003. – 5108. – P. 231-241.
20. Zhang, Z. A Flexible New Technique for Camera Calibration / Z. Zhang // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. – 2000. – Vol. 22(11). – P. 1330-1334.
21. Tsai, R.Y. A Versatile Camera Calibration Technique for High-Accuracy 3d Machine Vision Metrology Using Off-The-Shelf TV Cameras and Lenses / R.Y. Tsai // IEEE Journal on Robotics and Automation. – 1987. – Vol. 3(4). – P. 323-344.
22. Коваленко, В.П. Методика оценки дисторсии современных инфракрасных систем / В.П. Коваленко, Ю.Г. Веселов, И.В. Карпиков // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Приборостроение». – 2011. – № 1. – С. 98-107.
23. Гошин, Е.В. Реконструкция 3D-сцен по разноракурсным изображениям при неизвестных внешних параметрах съёмки / Е.В. Гошин, В.А. Фурсов // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 5. – С. 770-776.
24. Муратов, Е.Р.Построение виртуальной модели местности с помощью системы стереозрения // Техническое зрение в системах управления-2015: тез. докл., 17-19 марта 2015 г. – М.: ИКИ РАН, 2015. – С. 64-65.
25. Hartley, R. Multiple View Geometry in Computer Vision / R. Hartley, A. Zisserman: 2nd edition. – Cambridge: Cambridge University Press, 2003. – 656 р.
26. Богданов, А.П. Комплексирование телевизионных и тепловизионных видеоизображений / А.П. Богданов, В.Ю. Романов, Ю.Н. Романов // Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций: материалы 11-й всероссийской конференции. – Рязань: РГРТА, 2002. – С. 41-42.
27. Дрынкин, В.Н. Формирование комбинированного изображения в двухзональной бортовой авиационно-космической системе / В.Н. Дрынкин, Э.Я. Фальков, Т.И. Царева // Сборник трудов научно-технической конференции «Техническое зрение в системах управления 2012» / под ред. Р.Р. Назирова. – М.: Механика, управление и информатика, 2012. – С. 33-39.
28. Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс. – М.: Техносфера, 2006. – 1072 с.
29. Визильтер, Ю.В. Обработка и анализ изображений в задачах машинного зрения: Курс лекций и практических занятий / Ю.В. Визильтер, С.Ю. Желтов, А.В. Бон­даренко, М.В. Ососков, А.В. Моржин. – М.: Физмат­книга, 2010. – 672 с.
30. Ллойд, Дж. Системы тепловидения / Дж. Ллойд: пер. с англ; под ред. А.И. Горячева. – М.: Мир, 1978. – 414 с.
31. Usamentiaga, R. Infrared thermography for temperature measurement and non-destructive testing / R. Usamentiaga, P. Venegas, J. Guerediaga, L. Vega, J. Molleda, F.G. Bulnes // Sensors. – 2014. – Vol. 14. – P. 12305-12348.
32. Тарасов, В.В. Инфракрасные системы 3-го поколения / В.В. Тарасов, И.П. Торшина, Ю.Г. Якушенков. – М.: Логос, 2011. – 240 с.
33. Reinhard, E. Color transfer between images / E. Reinhard, M. Ashikhmin, B. Gooch, P. Shirley // IEEE Computer Graphics and Applications. – 2001. – Vol. 21. – P. 34-41.
34. Богданов, А.П. Повышение быстродействия алгоритмов формирования цветного комплексированного изображения по сигналам разноспектральных монохромных датчиков / А.П. Богданов, О.В. Павлов, И.С. Хо­лопов // Цифровая обработка сигналов. – 2013. – № 3. – С. 33-37.
35. Богданов, А.П. Алгоритмы комплексирования в ложных цветах и акцентирование цветом при объединении информации от монохромных многоспектральных видеодатчиков систем технического зрения / А.П. Богда­нов, О.В. Павлов, И.С. Холопов // Техническое зрение. – 2014. – Вып. 2. – С. 49-54.
36. Li, G. Fast color-transfer-based image fusion method for merging infrared and visible images / G. Li, S. Xu, X. Zhao // Proceedings of the SPIE. – 2010. – Vol. 7710. – 77100S.
37. Холопов, И.С. Обнаружение сигналов в радиолокационных системах с адаптивными алгоритмами распознавания хаотических импульсных помех / И.С. Холопов // Вестник РГРТУ. – 2011. – Вып. 36. – С. 33-38.
38. Результаты комплексирования в цвете: рисунки к статье [Электронный ресурс]. – URL: https://disk.rsreu.ru/public.php?service=files&t=182057bc2d34bdb1e788b7bcb4094063 (дата обращения 10.12.2015).
39. Грузман, И.С. Цифровая обработка изображений в информационных системах: учебное пособие / И.С. Груз­ман, В.С. Киричук, В.П. Косых, Г.И. Пе­ре­тя­гин, А.А. Спектор. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. – 352 с.
40. Визильтер, Ю.В. Сравнение изображений по форме с использованием диффузной морфологии и диффузной корреляции / Ю.В. Визильтер, В.С. Горбацевич, А.Ю. Ру­бис, О.В. Выголов // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 2. – С. 265-274.
41. Сандерс, Дж. Технология CUDA в примерах. Введение в программирование графических процессоров / Дж. Сандерс, Э. Кэндрот. – М.: ДМК Пресс, 2011. – 232 с.
42. Лемешко, Б.Ю. О выборе числа интервалов в критериях согласия типа хи-квадрат / Б.Ю. Лемешко, Е.В. Чимитова // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2003. – Т. 69. – С. 61-67.

---

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20