机载光电系统视频处理解决方案

1.概述
上海凯视力成信息技术有限公司的通用机载光电系统视频处理模块,综合图像融合、视频增强、电子稳像、视频跟踪、画中画电子放大等图像处理功能,满足新一代机载光电系统对图像处理方面的要求,实现图像处理器在机载光电有效载荷的模块化,具备体积小、重量轻、功耗低等优点,由于高度集成,系统延迟极低。

2.主要功能

2.1图像融合
图像融合技术是把工作于不同波长范围、具有不同成像机理的图像传感器对同一场景、同一时刻的多个成像信息融合成一个新图像,从而使融合的图像信息更加丰富、可信度更高,模糊较少,可理解性更好。主要有以下作用:
  1. 扩展系统的空间和时间覆盖率,提高系统的作用范围和全天候工作能力;
  2. 增强系统的抗干扰性和识别伪装能力,并提升系统的生存能力;
  3. 改善系统的探测性能,减少获取信息的模糊不确定性;
  4. 提高系统的可靠性,增强系统的可信度;
  5. 提高获取图像的空间分辨率和数据位数,增强图像信息的可视性。
效果图:
 

2.2视频跟踪
  • 武装型机载稳瞄系统的视频跟踪技术
采用组合跟踪算法,有效结合质心类算法和相关类算法的特点,兼顾两类算法的优势,完成复杂背景下对目标的稳定跟踪。在已成熟的跟踪技术上,扩展支持连续ZOOM变化时不间断跟踪、自适应目标尺寸变化等功能,以适应传感器发展的需要。
  • 通用型光电侦察系统的视频跟踪技术的应用
集成场景锁定跟踪算法,通过提取整个战场场景的图像特征,实时匹配跟踪整个场景,以实现对感兴趣的场景、建筑物、区域目标、集群目标的持续观测,此功能可以有效减少飞行员操作负荷,获得更加平稳的战场视频信息。
演示视频:

图 场景锁定示意图(热像 中心区域锁定视频截图)


2.3视频增强
模块集成了图像增强算法,在恶劣环境条件(如烟、雾、霾、水气、雨、雪、沙尘、黑暗等),提高画面清晰度,扩大了人眼探测识别距离,改善视觉效果。主要特点:
  1. 图像增强算法:优化的自适应多尺度Retinex图像增强算法。对不同环境具有良好的普适性。
  2. 低处理延迟:不超过一帧。
  3. 自动适应黑白/彩色图像。
效果图:

图像增强效果图(雨雪天 彩色电视视频截图)

图像增强效果对比(热像视频截图)


2.4电子稳像
在直升机飞行过程中由于气流、机械振动等因素引起视频图像抖动,使地面操作者无法清晰地获悉清晰的图像信息,电子稳像通电子学方法来消除图像的各种抖动,更好地表现图像细节,可以有效缓解因图像抖动而引起的视觉疲劳。
电子稳像采用定点-滑行的稳像算法,算法尽可能使稳像后的图像符合观察者的视觉习惯。主要性能参数:
  1. 稳像延迟小于40ms;
  2. 稳像模式的多参数设置;
  3. 对任意空间的校正(对平移、旋转、缩放进行校正);
  4. 全分辨率;
  5. 图像清晰、细节表现力强。
演示视频:
稳定前后视频截图对比(左稳像前截图?? 右稳像后截图)

2.5画中画
模块集成画中画功能,可以对当前图像中的局部区域(以靶心为中心)进行放大后小窗口显示,也可利用画中画同屏显示电视和热像视频。通过此功能可有效提高观察者对微小目标的识别能力。
画中画示意图(主画面热像 窗口画面电视 视频截图)

2.6连续电子放大
针对电视、热像视频划分为大、中、小固定视场角的特点,观察者在进行视场切换时,会引起目标及场景突变问题,模块集成了连续电子放大功能,可以通过连续调节放大系数在大、中、小视场间平滑过渡,使观测者持续保持对目标的观察和锁定。

3.产品概况

3.1技术特点

高度集成
单处理器完成所有图像处理算法,使得系统延迟低、体积小、重量轻和功耗低的特点,符合光电有效载荷模块化设计要求。

算法优势
跟踪算法针对各种目标环境都有解决方案,支持质心、相关、边缘、多目标、移动目标检测、相位相关和场景锁定七种算法,具备国内领先技术优势,在新研列装产品中得到成功应用,普遍得到好评。
图像融合、场景锁定、电子稳像和图像增强算法在系统的应用具有前瞻性,可以为系统实际环境下提供更广阔的应用。



系统适应性
视频信号标准、控制接口简单、操作直观简捷,便于系统集成,具备较强的可操作性和稳定性。硬件设计遵循GJB要求,符合环境适应性和可靠性要求。

3.2系统接口

图1? 机载图像处理器系统结构组成

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