红外图像彩色化技术研究与实现(2)
参考文献26
1 绪论
1.1 研究背景
由于夜间不宜人眼观测目标，鉴于此，夜视技术成为研究领域的焦点，方便观测者在夜间或者光线不足的情况先对目标物进行识别。夜视技术在民用安防以及军事侦测的需求刺激下发展迅速。
研究彩色夜视技术，需要了解微光和红外的概念，顾名思义，微光是低照度下经过效果增强处理形成的图像，这样会导致微光图像中的景物灰度差异不大，不易区分景物及目标物，而且微光图像会受噪声影响比较严重而引起观察障碍；后者则是在不可见光的条件下产生的，其中产生的灰度图像的亮度表示物体的热辐射，红外图像因为信息含量不足而影响人眼对目标物的辨别。考虑到微光图像和红外图像两者都是单色图像，并不利于观测者的观察，而人们一般都是通过亮度及色彩来识别一个目标图像，因此彩色化图像也能提升人眼观测感受。
以上所提及的诸多长处皆是夜视技术彩色化受到大众关注以及相关机构重视的缘故。一幅灰度单色图像和一幅彩色的图像相比，后者明显更能引起人的注意，也能给人更好的视觉感受，因此如何对一幅灰度单色图像进行彩色化上色处理也是该领域的研究重点。无论是民用还是军用，彩色单色夜视技术的应用都已经摆上日程，因此研究此课题是很有必要的。
1.2 发展历史
彩色夜视研究起步上溯到上世纪70年代，发起于局部战争增加所不可避免的夜间作战需求，利用夜视技术可以把握敌军即时动向，抢占作战先机，因此对战争胜利有不可忽视的作用。
Markle最早尝试对单色图像实施彩色化，并且它出色的成像质量也使得该技术成为科研领域的研究热点。
目前三类彩色化方法应用较为普遍——伪彩色处理、融合彩色处理以及自然色彩色处理。
对一幅图像进行彩色化需要在一定的颜色空间中进行。例如RGB、 空间，前者在处理过程中作为要素的三种色彩信息之间彼此不独立，容易导致无法正确成像，鉴于此， 空间应运而生，它将亮度和色彩信息相隔离、给彼此之间互不影响提供可能。 认为考虑到 空间中彩色化前后亮度和色彩之间并不是完全互不相干，这样就可以利用色彩转移的思想，比较两幅图的 值、再把彩色图像中相应的色彩转至单色图像中。
这种方法的成像质量并不真实，但却给色彩迁移的发展提供了新思路。早在世纪初， Toet创造性地实现了自然色彩迁移，使图像的颜色与真实的颜色更加相近，极大优化了观测效果，一波新的研究高潮随之而来。发展至今，针对威尔士方法待处理数据大算法复杂耗时多的缺点，李提出在对一个基于自适应像素检索匹配来对单个像素上色的方法，这种从单个与相邻像素着手的思想的方法有效地降低了彩色化工作量。
我国夜视技术数十年间已经取得不小的成果，其中国内很多院校机构自主研发出许多彩色夜视的算法。南京理工大学在这方面的主要研究成果有红外图像增强及基于查找表的彩色化技术和双谱假彩色微光电视系统原理与技术。国外也已经将彩色夜视技术在应用平台上实现。例如美国和德国的公司分别开发了能对图像进行效果增强的夜视仪和彩色夜视系统。
1.3 本文研究工作
（1）考察红外彩色化研究的背景及现状，强调彩色化的必要性；
（2）简述红外图像彩色化的理论基础及预处理工作、三种空间并简要将方法归类。
（3）详细介绍了彩色化的具体操作方法及实现效果。并重点研究了基于直方图匹配的颜色查找表融合法实现图像彩色化处理。
2 彩色化基础理论
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