本书围绕红外与微光图像的实时融合，开展了红外与微光图像融合理论、前端探测系统光机结构设计、融合成像的实时信号处理等研究，并对微光图像和红外图像的成像原理和图像特征进行了分析研究，采用递归降噪、小波变换等理论对微光图像进行降噪处理，提出自适应时域递归降噪算法，该算法对微光图像降噪效果明显，又有较强的实时性。应用图像灰、度直方图的统计原理对红外图像进行对比度增强处理，提出自适应分段线性变换算法，该算法增强红外图像层次感、实时性好、易于在硬件上实现。
现代战争中，能否更快、更早、更准确地发现对方目标，是决定战争胜败的重要因素。多光谱图像融合技术通过多传感器的协同工作来捕捉更多信息，限度地获取目标场景的各种特征指标。在隐藏和伪装的战争场景中，微光与红外融合系统可以更快、更精确地探测目标，在军事领域有着广阔的应用前景，因此，研制红外与微光图像实时融合系统对我国国防事业的进步和发展具有重大的现实意义。
前言
现代战争中，能否更快、更早、更准确地发现对方目标，是决定战争胜败的重要因素。多光谱图像融合技术通过多传感器的协同工作来捕捉更多信息，限度地获取目标场景的各种特征指标。在隐藏和伪装的战争场景中，微光与红外融合系统可以更快、更精确地探测目标，在军事领域有着广阔的应用前景，因此，研制红外与微光图像实时融合系统对我国国防事业的进步和发展具有重大的现实意义。
笔者围绕红外与微光图像的实时融合，开展了红外与微光图像融合理论、前端探测系统光机结构设计、融合成像的实时信号处理等研究，并对微光图像和红外图像的成像原理和图像特征进行了分析研究，采用递归降噪、小波变换等理论对微光图像进行降噪处理，提出自适应时域递归降噪算法，该算法对微光图像降噪效果明显，又有较强的实时性。应用图像灰度直方图的统计原理对红外图像进行对比度增强处理，提出自适应分段线性变换算法，该算法增强红外图像层次感、实时性好、易于在硬件上实现。
另外还对YCbCr彩色空间的伪彩色图像融合技术进行了研究，应用彩色空间的色彩变换和色彩传递原理，提出了基于YCbCr彩色空间的色彩传递融合算法、自适应伪彩色融合算法和区域着色伪彩色融合算法，运用这些算法可以很好地把环境图像色彩传递到灰度融合图像中。自适伪彩色融合算法采用数据查表方法，减少运算量，节省了系统运行时间，使系统的实时性得到了保障。区域着色伪彩色融合算法可以把夜视灰度图像很好地还原成自然彩色图像，由于算法过于复杂而影响了系统的实时性能，有待改进。
书中第7章到第10章收录了微光图像和红外图像处理的应用案例，应用案例一是林火安防预警与应急处理系统，应用案例二是X胸片图像增强及分割的研究，应用案例三是基于Zernike矩边缘检测的轴承直径测量方法，应用案例四是小波变换与双边滤波结合的避难硐图像去噪算法。
由于笔者的经验和水平所限，书中可能多有错谬之处，还望广大读者海涵并不吝赐教。E-mail:tststs1234@163.com。
2021年8月于宁波财经学院
田思，博士，宁波财经学院教授，硕士生导师，主要从事图像处理、图像融合技术研究和相关系统设计，中国光学工程学会、中国自动化学会、中国计算机学会会员，浙江省重点学科带头人、一流专业负责人，宁波市领军与拔尖人才，主持或参与多项、省部级、市厅级科研项目，获市厅级以上奖项3项，发表论文50余篇，SCI/EI收录30余篇。授权发明专利4项、实用新型专6项、软件著作权8项。
张维朋，宁波财经学院数字技术与工程学院教授，硕士生导师，宁波市拔尖人才。研究方向为数据和图像处理。主持了1项国家星火计划、2项省级公益项目、3项宁波市公益项目和3项市软科学项目，4项横向课题，总经费近200万元，在核心期刊发表相关论文17篇，其中11篇被SCI/EI核心库收录。
目录
1 绪论…………………………………………………………………001
1.1 图像融合概述…………………………………………………………001
1.2 微光与红外图像实时融合技术的发展与现状………………………011
1.3 国内外技术差距………………………………………………………016
1.4 研究背景和意义………………………………………………………018
1.5 本书研究内容…………………………………………………………019
2 微光与红外图像增强处理技术研究………………………………021
2.1 微光图像特征与增强处理技术………………………………………021
2.2 红外图像特征与增强处理技术………………………………………036
2.3 本章小结………………………………………………………………046
3 图像融合的开窗处理技术研究……………………………………047
3.1 开窗融合的概念………………………………………………………047
3.2 开窗融合图像配准……………………………………………………052
3.3 开窗融合实验…………………………………………………………053
3.4 开窗融合技术典型应用：不同视场的微光（或可见光）和红外图像融合……………060
3.5 本章小结………………………………………………………………064
4 基于YCbCr彩色空间的伪彩色融合算法研究……………………065
4.1 RGB彩色空间………………………………………………………065
4.2 YCbCr彩色空间……………………………………………………066
4.3 YCbCr彩色空间伪彩色图像融合技术……………………………067
4.4 YCbCr彩色空间色彩传递融合算法………………………………068
4.5 YCbCr彩色空间自适应伪彩色融合算法…………………………075
4.6 区域着色伪彩色融合算法……………………………………………085
4.7 本章小结………………………………………………………………092
5 微光与红外图像融合系统研制……………………………………093
5.1 实时图像融合处理系统的构成及工作原理…………………………093
5.2 前端光学系统…………………………………………………………095
5.3 微光与红外图像实时融合系统的电路设计…………………………102
5.4 微光与红外图像融合系统的软件实现………………………………116
5.5 本章小结………………………………………………………………120
6 微光与红外图像融合系统调试与实验评估………………………121
6.1 系统调试………………………………………………………………121
6.2 微光与红外图像融合系统评估实验…………………………………127
6.3 本章小结………………………………………………………………147
7 应用案例一：林火安防预警与应急处理系统……………………149
7.1 简介……………………………………………………………………149
7.2 系统框架设计…………………………………………………………150
7.3 硬件设计………………………………………………………………152
7.4 软件设计………………………………………………………………156
7.5 系统测试………………………………………………………………160
7.6 结论……………………………………………………………………162
8 应用案例二：X胸片图像增强及分割的研究……………………163
8.1 研究方法………………………………………………………………163
8.2 讨论……………………………………………………………………166
9 应用案例三：基于Zernike矩边缘检测的轴承直径测量方法…………168
9.1 图像预处理……………………………………………………………169
9.2 边缘定位………………………………………………………………170
9.3 结果分析………………………………………………………………173
10 应用案例四：小波变换与双边滤波结合的避难硐图像去噪算法……………175
10.1 图像去噪方法………………………………………………………176
10.2 结果分析……………………………………………………………180
10.3 结论…………………………………………………………………183
11 结束语……………………………………………………………185
11.1 创新点………………………………………………………………186
11.2 有待进一步解决的问题……………………………………………187
参考文献………………………………………………………………189
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