国外机载光电系统中图像处理和信息融合技术的应用

上海凯视力成信息技术有限公司

(1) 视频拼接技术的应用

图1为洛克希德马丁(Lockheed Martin)公司的Sniper Pod系统中视频拼接画面,Sniper Pod系统通过拼接技术来获得一个巨大视场的画面,操作人员不仅能够看当前的实时画面,还可以看到过去的画面,有利于操作人员对态势的分析理解和决策。

图1 Lockheed Martin公司Sniper Pod的拼接画面

以色列的IAI公司,将拼接视频与电子地图进行融合,并对视频进行实时记录,如图2,给操作人员提供了更为直观的空间信息,并在这个图像上以触摸点击方式,快速调阅那个地方那个时刻的视频片断或快照,如图3所示。这种快捷直观的高级回放回顾功能为操作人员进行快速准确的分析判断提供强有力的帮助,大大降低了操作人员“稍纵即逝”的紧张感。

图2 以色列IAI公司基于电子地图的视频拼接

图3 以色列IAI公司的视频高级回放或快照回顾

拼接技术使我们摆脱了“拿着放大镜找”的观察模式,让我们看到了整个区域,使我们全局感空间感更强。并可快速调阅刚刚经历的某一区域画面和视频。

(2) 图像增强、去抖、超分辨率技术的应用

Lockheed Martin公司的TSS(Target Sight System)系统,应用图像增强技术、视频去抖技术和超分辨率技术改善了图像质量,大大增加了探测距离,如图4所示。从图4我们看出,采用了图像增强去抖和超分辨率技术后获得了非常精细的图像,所使用的是热像仪也就是640x512 InSb。

图4 Lockheed Martin公司TSS系统图像处理前后对比

图5 Lockheed Martin TSS系统FLIR从大视场到最小视场的图像

在最小视场打开了图像增强去抖和超分辨率的功能,从而获得了精细的坦克图像

图6 Lockheed Martin AN/AAQ-39光电系统显示的炸弹爆炸红外图像

采用了图像增强和去抖技术清晰地显示了爆炸瞬间的细节,提高了事后评估能力

(3) 多光谱融合技术的应用

多光谱融合技术是指将不同类型光电传感器获取的同一景物图像进行几何配准,然后采用一定的算法将各图像中所含的信息优势或互补性有机结合起来,产生新的图像,提高了光电系统的识别探测能力。
如图7所示,为Lockheed Martin AN/AAQ-39光电系统通过融合红外和TV图像,获得了红外激光指示器的清晰图像。

图7 Lockheed Martin AN/AAQ39通过融合技术清晰显示出红外激光指示器

如图8到图11所示,为Lockheed Martin VNsignt光电传感器,通过融合技术,将电视和热像图像融合到一起,使得在热像视频中能看到了灯光,而灯光等信息对机组人员来说是非常重要的。

图8 Lockheed Martin VNsight夜视图像,由于没有使用融合技术,因而看不到光线

图9 Lockheed Martin VNsight夜视图像,使用了融合技术,我们看到了村庄的灯光

图10 Lockheed Martin VNsight夜视图像,使用了融合技术,我们看到了车辆的大灯

(4) 视频跟踪技术

视频跟踪技术由简单的单目标跟踪发展到:多目标的跟踪、感兴趣区域的跟踪、目标地理位置信息的实时精确计算。为火力打击提供精确的单个、多个目标的指示和位置信息,以及保持对感兴趣区域的稳定侦查。

图11 Lockheed Martin公司Sniper Pod的单目标跟踪

图12 Lockheed Martin公司Sniper Pod的多目标跟踪

图13 Lockheed Martin Sniper Pod的场景跟踪,场景跟踪保持了对感兴趣区域的持续跟踪

图14 Lockheed Martin Sniper Pod对目标地理位置信息的实时精确计算和标注

小结:

光电传感探测技术、图像处理技术、信息融合技术的发展和应用,使得当今的光电系统“侦、打、评”等能力获得了质的飞跃。