[發明專利]一種基于PDE的紅外圖像背景抑制方法

有效

• 申請號: 201110458174.9
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102542540A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 孔德煜;楊衛東;朱鵬
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

技術領域

本發明屬于數字圖像處理技術領域，具體涉及一種基于偏微分方程(PDE)的紅外圖像背景抑制方法。

背景技術

利用紅外成像技術實現的目標檢測識別是許多民用及軍事領域的關鍵技術。由于紅外傳感器受到大氣、海面熱輻射和作用距離遠以及探測器噪聲等因素影響，使其探測到的目標在紅外圖像上呈現為對比度低的目標，特別是在檢測信號相對較弱，背景有非平穩的起伏干擾情況下，目標邊緣甚至全部有可能被大量復雜的噪聲(雜波)所淹沒，圖像信噪比低，形狀和結構的信息不足，更加增加了目標檢測識別的難度。因此，有必要在紅外目標特征提取、檢測和識別之前，對原始紅外圖像進行預處理，以減少噪聲影響，抑制背景雜波，提高圖像的信噪比，突出目標特征信息，從而提高目標識別的概率。

在現有公開的文獻中，提到的背景抑制方法具有以下缺點：(1)大都針對某些特殊場景，比如只適用于海天背景、下視成像或遠距離目標檢測，這類方法適應性不強。比如：針對遠距離紅外艦船目標的檢測的方法，此時，艦船距離較遠，目標呈點狀或斑狀。然而，當艦船距離較近，需要近一步進行艦船目標識別時，由于艦船目標較大，對這類圖像使用傳統的背景抑制方法，或者會使分割出的艦船目標出現空洞和破碎，丟失細節；或者會導致圖像平滑過度，易將部分船體與背景連成一片，這些都導致后續處理中的目標識別困難。(2)沒有考慮陸地、島嶼等復雜干擾背景，導致分割準確率較低，目標難提取。

因此，適應性強的紅外圖像背景抑制方法的研究是提高紅外預警系統性能的關鍵，對其深入研究有著非常重要的理論意義和使用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于PDE的紅外圖像背景抑制方法，該方法能夠在有效抑制紅外圖像中強雜波背景的同時，保持目標特性，降低目標分割難度，便于后期目標檢測與識別。

一種基于PDE的紅外圖像背景抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對輸入圖像進行如下迭代濾波，生成目標抑制后的背景估計圖像；

迭代濾波方程為：

ux,yt+1=ux,yt+λ[cN·▿N+cS·▿S+cE·▿E+cW·▿W]]]>

其中，是第t次迭代計算得到的像素點(x，y)的灰度值，t是迭代次數，常量λ∈(0，1)，像素點(x，y)在北、南、東、西方向的梯度為