以傳感網(wǎng)為基礎(chǔ)的信息感知系統(tǒng)是重要的探測設(shè)備，目前的信息監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)通常采用CCD、微光電視和熱像儀中的1種探測器單獨工作或2～3種探測器切換工作，存在各種探測盲區(qū)，不能發(fā)揮各自優(yōu)勢。微光電視和CCD易受天氣影響，穿透煙霧能力差；熱像儀具有穿透煙塵能力強、可全天候工作的優(yōu)點，但分辨力低，所成圖像不符合人眼視覺習(xí)慣。向榮集團有限公司與南京理工大學(xué)對于這三種具有互補性的探測設(shè)備，通過多光譜圖像融合技術(shù)，研制出了紅外、微光、可見光多光融合的信息感知系統(tǒng)，本文將介紹其主要功能。
1 ICCD與紅外圖像融合
利用多光譜圖像融合系統(tǒng)，在低照度環(huán)境下對同一場景的圖像進行了采集與灰度融合，如圖1所示。其中a) 是ICCD圖像，b)是紅外圖像，c)為灰度融合圖像。可以看出，紅外圖像能夠準確地探測熱目標，而ICCD圖像能夠提供較豐富的細節(jié)信息，但是難以檢測與景物無法分辨的目標。經(jīng)過圖像融合處理以后，在可見光和3～5 μm波段，融合圖像不僅準確反映出了目標信息，同時還較好地反映了細節(jié)。
圖1 ICCD與紅外的灰度融合圖像
在低照度環(huán)境下對同一場景的圖像進行了采集與彩色融合，如圖2所示。其中a) 是ICCD圖像，b)是紅外圖像，c)是彩色融合圖像。可知，在可見光和3～5μm波段，彩色融合圖像除保留了灰度融合特征外，在對目標的檢測、跟蹤、識別過程中，更符合人眼的視覺特征，有助于提高對目標的探測與識別概率。
圖2 ICCD與紅外的彩色融合圖像
2 CCD與紅外圖像融合
多光譜圖像融合系統(tǒng)除具備ICCD與紅外融合功能外，另一顯著特點是CCD與紅外融合。在相同視場與高照度環(huán)境下，對中山陵景區(qū)進行了圖像采集與融合，圖3是森林中公路上的車輛與兩旁行人的情況，在融合圖像中，在可見光和3～5 μm波段，突現(xiàn)了兩傳感器的光譜特征與互補性。
圖3 相同視場的CCD與紅外圖像融合
圖4是對遠距離建筑的觀察，在CCD探測系統(tǒng)中沒有觀察到的建筑，由于在融合圖像中發(fā)揮了3～5 μm波段熱像儀的觀測效果，致使融合圖像中建筑物清晰可辯。
圖4 相同視場的紅外與可見光融合圖像
在一般的跟蹤系統(tǒng)中，通常采用大視場搜索，小視場跟蹤方法，在顯示系統(tǒng)中通過切換對目標進行觀察。利用圖像融合技術(shù)，可以研制大小視場不同的搜索跟蹤融合系統(tǒng)。圖5給出了不同視場的紅外與可見光融合圖像，對同一目標，在兩個不同的光譜范圍，可以更客觀的評價該目標的熱輻射輻射特性和光譜反射輻射特性。
圖5 不同視場的紅外與可見光融合圖像
無論軍事與民用，如果在信息平臺中配裝了CCD與熱像儀，就可以采用圖像融合技術(shù)，將可見光波段、3～5 μm或者8～14 μm的信息進行融合，充分提高對待發(fā)現(xiàn)目標的感知性能。
3 CCD與雷達圖像融合
CCD與雷達圖像融合，國外已經(jīng)報道了合成孔徑雷達與視頻圖像的融合在軍民領(lǐng)域有大量的應(yīng)用。利用目前研制的紅外、微光與可見光融合的信息感知系統(tǒng)，可以探索防撞成像雷達、毀傷評估雷達等雷達圖像與紅外、微光、可見光圖像進行融合。
圖6是我國在4000 m高空對某一機場獲得的毀傷評估雷達圖像，除機場跑道外，圖像的目標識別存在一些問題，如果在軍事上作為毀傷評估，尚不能辨別跑道的真實情況。
圖6 4000m高空某一機場的雷達圖像
圖7是從網(wǎng)站下載的該機場的衛(wèi)星圖像(CCD)，是多次拼接的結(jié)果。在網(wǎng)站上可以對該圖像放大，獲得清晰的可視效果。
圖7 相同視距下由網(wǎng)站獲得的衛(wèi)星圖像CCD
對兩幅圖像進行了融合，其效果如圖8所示。將圖8與圖6相比，在雷達圖像中無法辨別的目標與衛(wèi)星圖像對照后可以注釋目標，增加對雷達圖像的理解。如果作為毀傷評估雷達，可以利用目前網(wǎng)站的信息，對感興趣的地域預(yù)先建立大型數(shù)據(jù)庫，在戰(zhàn)爭時代，將其與雷達圖像融合，可以較為準確地辨別戰(zhàn)爭對該地域的毀傷程度。
圖8 相同視距下雷達與衛(wèi)星圖像CCD的融合
關(guān)于雷達與視頻圖像實時融合的探測應(yīng)用問題，如果平臺上配備了CCD、熱像儀與雷達系統(tǒng)，白天可以采用CCD、熱像儀與雷達圖像的融合，在可見波段、3～5μm或者8～14 μm以及雷達波段構(gòu)成對可疑目標的全頻譜融合觀測，晚上同樣可以采用ICCD、熱像儀與雷達圖像的融合，同樣在全頻譜波段對可疑目標進行實時的融合觀測，可以提高目標的探測與識別概率。在高速公路上行駛的車輛如果裝備合成孔徑雷達與熱像儀，采用圖像融合技術(shù)后，可以大幅度降低車輛的追尾事故。