[發(fā)明專利]一種結(jié)合尺度優(yōu)選的顯著法紅外小目標增強方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410261561.7
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104050638A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙巨峰;張輝朝;高秀敏
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，尤其涉及一種結(jié)合尺度優(yōu)選的顯著法紅外小目標增強方法。

背景技術(shù)

隨著成像傳感器技術(shù)與信息處理技術(shù)的發(fā)展，紅外傳感器在軍事、民用等各個領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。然而，由于成像環(huán)境的復雜、成像距離大與成像系統(tǒng)的局限，這將會導致某些目標在圖像中僅占少數(shù)像素，且相對強度很弱，并被噪聲嚴重干擾甚至淹沒。紅外成像中小目標像的上述諸多不利因素使得利用有效的方法進行目標增強成為迫切需求。

目標增強旨在是凸顯突出圖像中的某些信息，而抑制與消除某些不需要的信息，產(chǎn)生在特定應(yīng)用場景下相對好的圖像。小目標增強突出某些特定信息，這將使圖像中感興趣的相關(guān)特征得以加強，以提高對紅外弱小目標的檢測能力。現(xiàn)有的小目標增強方法主要可以分為空域方法、頻域方法和空頻分析方法等。在這些方法中，空頻分析法能夠兼顧圖像的空域和頻域特性，而且其多方向性以及多分辨率性更加符合人眼視覺特性，這使得這類方法具有較好的增強效果。

在現(xiàn)有的小目標增強方法，由于圖像上的噪聲也會產(chǎn)生高頻信息，特征增強的過程有可能放大噪聲；另外，小目標增強的要求是增強小目標，希望能相對抑制大物體以及背景，通常的增強方法會將所有的信息都增強。因此，開發(fā)能針對性地增強小目標、相對抑制噪聲的方法是當務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種結(jié)合尺度優(yōu)選的顯著法紅外小目標增強方法，可從單幅圖直接通過尺度選擇下的顯著圖計算，并進一步得到增強后的圖像。

本發(fā)明的主要思路是：

1、設(shè)計針對小目標的顯著圖的獲取方法

在紅外圖像中，小目標通常分布于圖像中的局部小區(qū)域內(nèi)。提取顯著圖的意義在于，通過此操作找到小目標的潛在區(qū)域。

在紅外圖像中，目標區(qū)域一般具有相對大的中心與周圍的對比度。而局部頻率挑選的方法就是為了利用亮度特征估計中心周圍對比度的大小。那些具有較大中心周圍對比度的區(qū)域就被用來作為判別目標存在的準則。另外，局部頻率挑選的方法能夠均勻地提取小目標物體，這是由于這個方法盡可能的保留了低頻信息。因此，針對紅外小目標，提出基于局部頻率挑選的思路，將潛在的目標適當作為人眼感興趣的顯著性物體進行提取，為進一步實現(xiàn)增強奠定基礎(chǔ)。

本發(fā)明的顯著圖計算方法能夠從帶通理論進行推導。假設(shè)濾波器低截止頻率為f_low，高截止頻率為f_high。那么，使用級聯(lián)的高斯函數(shù)表示該濾波器:

Bandfilter(R,σ₁,σ₂)＝gauss(R,σ₁)-gauss(R,σ₂)

這里σ₁＞σ₂。其中g(shù)auss(R,σ)為高斯函數(shù)，是高斯核的半徑，σ是高斯函數(shù)的標準差。f_low與f_high分別由σ₁與σ₂決定。

輸入紅外圖像為O，對于其中任意像素(i,j)，將其帶通濾波器處理后的絕對值作為對應(yīng)像素處為顯著性值：