天然气、风电、核电等清洁能源的推广应用,对其相关设施在运作时的安全防范监控水平提出了更高的要求。目前,监管上述设施的视频监控系统大多采用单一红外或可见光波段成像技术,由于各自具有难以克服的局限性,无法独立实现固定区域夜雾天况的全天候清晰彩色视频成像。利用先进的多波段彩色化成像技术手段,将不同波段红外和可见光成像传感器采集到的同一场景信息,通过数字图像处理技术和光学手段集合在一起进行优势互补,得到所含信息量更丰富的视频图像,将能够大幅发挥视频监控系统的效能并达到良好的视觉观测效果。本文根据项目要求,结合红外成像与可见光成像的特点,设计并实现了一套针对摄像机固定条件下的夜雾天况彩色视频成像系统。该系统结合红外和可见光双波段传感器各自的成像优势,在能见度高的白天,利用前端的可见光传感器进行彩色视频监控并提取出部分可见光视频序列,通过混合高斯模型的构建得到可见光成像条件下的场景信息,将其作为最终输出彩色视频序列的背景。然后,在能见度不够的天气状况或者夜晚时段里,利用前端红外传感器提取红外视频序列,通过三帧差分与混合高斯模型结合的前景目标检测方法提取出其中需要观测的红外目标。最后,依据原始红外与可见光视频帧图像的配准参数,基于图像的掩模操作将红外前景目标同比例地融合到可见光场景中,完成满足人眼视觉需求的彩色视频的构建。通过在不同地点和天况下的测试分析,能够证明本文系统算法的可行性和有效性。系统输出的彩色视频帧图像目标突出、背景清晰且颜色丰富,能够无失真且全面地将目标和场景的特征信息体现出来,提供了更为真实的彩色视觉效果。对于分辨率为720×576的视频序列图像,本文系统算法的运行速度能够达到每秒40帧,可以满足彩色视频的实时构建需要。