[發(fā)明專(zhuān)利]基于自適應(yīng)雙平臺(tái)的紅外圖像增強(qiáng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210007479.2
• 申請(qǐng)日: 2012-01-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102693531A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫士保;李春愛(ài);楊春蕾;趙旭輝;張曉玲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/40
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/40
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于自適應(yīng)雙平臺(tái)的紅外圖像增強(qiáng)方法。

背景技術(shù)

紅外圖像是場(chǎng)景熱輻射分布的成像，由于場(chǎng)景中的目標(biāo)與背景之間的溫差相對(duì)比較小，紅外圖像最顯著特點(diǎn)就是“高背景低反差”，其信噪比也較可見(jiàn)光圖像低。因此為了能夠從紅外圖像中正確地識(shí)別出目標(biāo)，提高其信噪比，必須對(duì)紅外圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理。直方圖均衡化是根據(jù)圖像的灰度分布信息進(jìn)行灰度調(diào)整，以達(dá)到圖像增強(qiáng)的效果，但該方法會(huì)過(guò)度放大占有較多像素的背景和噪聲，占有像素?cái)?shù)較少的目標(biāo)和細(xì)節(jié)由于被抑制而變得模糊甚至丟失。當(dāng)圖像灰度級(jí)數(shù)較少，且分布集中在低灰度值區(qū)域、存在大量像素灰度接近于零時(shí)，其均衡結(jié)果容易出現(xiàn)“過(guò)亮”現(xiàn)象。因此，直方圖均衡化并不能夠很好的增強(qiáng)紅外圖像，有時(shí)甚至?xí)档蛨D像的對(duì)比度；基于平臺(tái)直方圖的紅外圖像增強(qiáng)算法通過(guò)對(duì)統(tǒng)計(jì)直方圖設(shè)置上限平臺(tái)閾值，對(duì)圖像中占有大量像素的背景進(jìn)行適度的抑制，但是平臺(tái)值確定比較困難；雙平臺(tái)直方圖均衡算法通過(guò)選擇兩個(gè)合適的平臺(tái)閾值T₁和T₂(其中T₁＞T₂)，分別作為上限平臺(tái)和下限平臺(tái)，對(duì)圖像的統(tǒng)計(jì)直方圖進(jìn)行修改，然而這種雙平臺(tái)直方圖均衡算法中的平臺(tái)閾值的選取很困難，其次背景抑制效果沒(méi)有達(dá)到最佳，只對(duì)背景或噪聲中大于平臺(tái)閾值T₁的灰度進(jìn)行了抑制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于自適應(yīng)雙平臺(tái)的紅外圖像增強(qiáng)方法，以解決現(xiàn)有方法中平臺(tái)閾值選取困難，背景、噪聲抑制效果不佳的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于自適應(yīng)雙平臺(tái)的紅外圖像增強(qiáng)方法步驟如下：

(1)通過(guò)直方圖峰值統(tǒng)計(jì)法得到雙平臺(tái)中的下限閾值t1；

(2)通過(guò)對(duì)目標(biāo)區(qū)域峰值的鄰域灰度級(jí)進(jìn)行局部最大值估計(jì)得到上限閾值t2；

(3)對(duì)直方圖灰度進(jìn)行等間距均衡處理，把灰度等級(jí)在整個(gè)顯示范圍內(nèi)等間距排列，從而獲得灰度連續(xù)的紅外圖像。

進(jìn)一步的，所述步驟(1)中直方圖峰值統(tǒng)計(jì)法為：首先尋找圖像在直方圖上的最低灰度級(jí)min；其次，將i遍歷所有大于min的灰度級(jí)，斜率i∈[min，max]，將i遍歷所有大于min的灰度級(jí)，則斜率最大者對(duì)應(yīng)的灰度級(jí)為背景峰值所對(duì)應(yīng)的灰度級(jí)B₀，式中his(i)和his(min)分別為灰度級(jí)i和min對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)；目標(biāo)區(qū)域下限閾值t₁＝B₀+n，其中n為0-10之間的隨機(jī)整數(shù)，n為可調(diào)整參數(shù)。

進(jìn)一步的，所述步驟(2)中局部最大值估計(jì)法的步驟如下：(a)由最高灰度級(jí)H向低灰度級(jí)遍歷求得目標(biāo)峰值點(diǎn)，大致確定目標(biāo)區(qū)域所包括的灰度級(jí)范圍；(b)在目標(biāo)區(qū)域灰度級(jí)范圍內(nèi)任意采集1個(gè)點(diǎn)；(c)計(jì)算以該點(diǎn)為中心的十字形窗口，其中十字形窗口的縱向和橫向的長(zhǎng)度為k，內(nèi)灰度值的中值(d)重復(fù)(b)(c)步驟k次，得到k個(gè)中值；(e)對(duì)得到的k個(gè)中值進(jìn)行排序，得到最大值M_max就是我們所要求取的上限閾值t₂。

進(jìn)一步的，所述步驟(3)在分段線性變換處理的基礎(chǔ)上再進(jìn)行灰度間距的均衡處理，具體步驟為：1)對(duì)處理后的有效灰度級(jí)數(shù)目L_e進(jìn)行統(tǒng)計(jì)