近年来人工智能和网络通信技术逐步发展,视频监控和图像处理技术的应用范围也相应扩大。传统的监控设备大多采用单一波段、固定位置摄像机,监控范围较小,在天况较差时使用红外摄像机只能生成灰度图像,不能满足高分辨率、高信息量的视频监控要求。利用变焦式高分辨率摄像机,可以灵活选取宽范围监控视角,红外视频背景的彩色化可以加大红外前景运动目标与可见光背景对比度,图像信息量更丰富,因此提出并实现基于变焦式多波段成像的彩色视频构建系统。在能见度较高的白天拍摄监控区域的多张可见光背景图作为红外转彩色背景的源图像,分别使用YOLO算法和HOG+SVM算法检测图像中车辆、行人等可移动障碍物,通过同位置图像替换方法进行障碍物消除,以减少与红外运动目标融合后对运动目标的干扰。摄像机在天况较差环境下使用红外波段拍摄区域内任意视场与焦距的红外背景图,通过增加同比例变换功能使全景拼接和模板匹配算法搭配使用,提取彩色化背景图。利用SIFT算法将无障碍可见光背景图进行全景拼接合成全景图,红外背景图与全景图进行同比例变换,再利用模板匹配算法与全景图自动配准并从中提取出与红外背景图完全相同的彩色背景图,实现不同焦距下红外背景向彩色化背景的转换。将彩色背景图用作视频背景,通过基于三帧差分和高斯建模相结合方法从红外视频帧中提取红外运动目标,利用掩模融合算法进行融合,实现彩色化视频构建。实验的结果表明,此系统算法融合后的视频帧可以满足变焦式多波段摄像下全天候彩色化视频构建要求。使用 Visual Studio 2015 软件开发工具,结合 MFC(Microsoft Foundation Classes)作为应用程序显示框架,配合使用OpenCV计算机视觉库对数字图像处理,开发一套完整的多波段成像彩色视频生成系统软件平台,此平台适用于各种红外波段图像与可见光背景图像融合成像。论文通过红外LED摄像机在不同地点实际现场环境下进行功能测试,证明该系统的可用性。该系统输出的彩色视频可以确保任意焦距与视场角拍摄下的红外监控视频均可实现背景彩色化处理,处理后的背景场景信息更丰富,红外运动目标与彩色背景对比后定位位置和运动状态更明显,监控人员可通过本系统实时观看任意波段、任意焦距下的彩色背景视频。