基于多傳感器圖像融合的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)

　　2.5 圖像采集卡

　　圖像采集卡是將CCD圖像傳感器獲得的目標(biāo)模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)，圖像采集卡帶有外接的信號(hào)接口與CCD 圖像傳感器相連，圖像采集卡裝在計(jì)算機(jī)的一個(gè)總線(xiàn)插槽上。工作時(shí)，圖像采集卡先對(duì)CCD圖像傳感器輸出的模擬圖像信號(hào)進(jìn)行采集，然后經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換把模擬圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器里，計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的多源圖像進(jìn)行數(shù)字圖像融合和處理。目前圖像采集卡主要有PCI和PXI兩種，基于PCI總線(xiàn)的圖像采集卡具有工業(yè)環(huán)境下振動(dòng)、撞擊、溫度和濕度極限條件?？紤]到發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)高振和高溫等，這里選擇于PCI總線(xiàn)的圖像采集卡。

　　2.6 圖像融合處理計(jì)算機(jī)

　　為了減少人工判讀誤差，在利用示溫漆圖像進(jìn)行溫度場(chǎng)識(shí)別之前，必須進(jìn)行圖像融合及圖像處理，圖像融合處理計(jì)算機(jī)就是把從CCD圖像傳感器獲取的目標(biāo)圖像采集存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器里，并對(duì)目標(biāo)圖像進(jìn)行數(shù)字融合和溫度識(shí)別處理，從而得到測(cè)試目標(biāo)溫度場(chǎng)分布情況。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　基于圖像融合的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程如圖3所示。

　　整個(gè)軟件設(shè)計(jì)主要包括以下3個(gè)部分：圖像融合預(yù)處理和圖像融合、融合圖像后處理、測(cè)試目標(biāo)示溫漆圖像的顏色溫度識(shí)別。圖像融合預(yù)處理是指把N個(gè)傳感器在不同角度獲得的N 個(gè)目標(biāo)圖像分別進(jìn)行圖像校正，圖像增強(qiáng)、圖像配準(zhǔn)預(yù)處理后再進(jìn)行圖像融合。圖像融合的目的是為了擴(kuò)大系統(tǒng)工作范圍、提高系統(tǒng)的可靠性和圖像空間分辨率、改善圖像精度，增強(qiáng)特征顯示能力，提供變化測(cè)試能力，替代或修補(bǔ)圖像數(shù)據(jù)的缺陷等。

　　常用的圖像融合算法有基于空間的圖像融合和基于變換域的圖像融合兩大類(lèi)。本課題采用基于變換域圖像融合算法中的小波融合算法對(duì)目標(biāo)圖像進(jìn)行融合，該算法具有能夠去除特征相關(guān)性，提供多尺度信息，對(duì)所感興趣的特征和細(xì)節(jié)信息進(jìn)行強(qiáng)化等優(yōu)點(diǎn)。

　　基于小波變換算法的圖像融合的結(jié)果如圖4所示，圖像C是圖像A和圖像B融合后的圖像，這里小波基系數(shù)用sym6、分解層數(shù)是3層、低頻取平均、高頻取窗口系數(shù)加權(quán)。

　　計(jì)算出圖像融合的3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)：信息熵、空間頻率和平均梯度，通過(guò)計(jì)算結(jié)果數(shù)值比較，融合后圖像的3個(gè)指標(biāo)都有明顯地提升，這說(shuō)明融合后圖像質(zhì)量和清晰度都明顯地提高了。

　　圖像融合后進(jìn)行圖像后處理：包括特征選取、空間變換、彩色量化、圖像分割。最后根據(jù)示溫漆的顏色溫度特性對(duì)目標(biāo)圖像進(jìn)行溫度識(shí)別。示溫漆顏色圖像溫度值的判斷方法如下：要判斷A點(diǎn)的溫度值，就要尋找曲線(xiàn)上與A點(diǎn)距離最近的一點(diǎn)B,點(diǎn)A與點(diǎn)B的距離可用歐式距離表示。若AB 為最小距離，則認(rèn)為B 點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度值即為A點(diǎn)的溫度。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　該測(cè)試系統(tǒng)中，圖像融合是圖像處理的關(guān)鍵，它直接決定了圖像處理后的質(zhì)量和清晰度。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)明顯地提高了發(fā)動(dòng)機(jī)溫度場(chǎng)的測(cè)試效率和測(cè)試精度，具有非常好的應(yīng)用推廣價(jià)值。