[發明專利]一種自適應對運動的電子倍增CCD視頻圖像去噪的方法

有效

• 申請號: 201510727482.5
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105338220B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 張聞文;李伯軒;陳錢;顧國華;何偉基;路東明;于雪蓮;任侃
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H04N5/213
• 分類號: H04N5/213;H04N5/217
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

本發明公開了一種自適應對運動的電子倍增CCD視頻圖像去噪的方法，該方法采用行列投影方式，對微光視頻序列的參考幀和當前幀進行雙向配準，通過計算前后兩幀圖像投影的差方和，得到的差方和函數是與位移相關的函數，然后遍歷差方和矩陣，找出前后兩幀圖像的最大位移；由計算得到前后兩幀圖像位移坐標，得到兩幀的重疊區域，在得到重疊區域后，重疊區域的圖像信息沒有變化，而噪聲隨機變化，且符合高斯噪聲模型，判斷圖像的位移方向，對圖像雙向配準，然后進行權值濾波去除噪聲。本發明能去除電子倍增CCD運動視頻上的噪聲，圖像校正的效果好，避免了傳統的運動視頻去噪方法帶來的鬼影問題。

技術領域

本發明屬于電子倍增CCD系統成像的去噪領域，特別是一種自適應對運動的電子倍增CCD視頻圖像去噪的方法。

背景技術

隨著科學技術的發展，世界已步入了光子的時代。隨著信息技術的飛速發展，人們獲取信息的手段在向不同波段，更廣闊的領域擴展。圖像信息作為最直接最有效的信息，已得到了世界的廣泛重視。如何獲得更清晰更準確的圖像信息，成為了各國的重要課題。微光成像技術正是順應了這一發展趨勢，成為當今世界發達國家大力發展的軍民兩用的新興高科技之一。

微光成像在一定程度上延伸人眼的視覺范圍，彌補了人眼視覺功能的不足。微光圖像傳感器能夠在星光、月光、大氣輝光等微弱光照射的環境條件下，以被動成像的方式對目標和區域進行探測、偵察、攝影以及監控，從而具有隱蔽性的特征。與紅外成像相比，微光成像具有更高的分辨率，成像效果接近真實圖像，可以得到更直觀的圖像信息。

但是，微光圖像與一般的可見光圖像不同,它是經過多次光電轉換和電子倍增而形成的。由于輸入照度低和背景差,系統所獲取的光學信息十分微弱,使得輸出圖像畫面上疊加有明顯的隨機閃爍噪聲。照度越低,噪聲表現越嚴重。在成像系統中，對于任何一個光電探測器，通過引入增益對傳輸過程中的信號進行放大，即光電轉換--增益--輸出，使信號超過后續步驟中探測器產生的噪聲，但要注意，由于光電探測器接收光信號時，也會產生散粒噪聲，在增益過程中，這些噪聲也會被放大，因此要重點分析研究成像過程中的噪聲，并采取專門措施噪聲進行有效的抑制。圖像處理是一種快速有效、低成本的去除圖像噪聲的方法，目前傳統的圖像去噪算法僅對于靜止圖像去噪能起到一定的效果(劉涵、梁莉莉、黃令帥，“分塊奇異值分解的兩級圖像去噪算法”《自動化學報》，第42卷第2期，2015年2月)，但是無法應用于拍攝微光運動圖像視頻中，而流行的利用小波變換的方法計算復雜，又無法實際應用。

發明內容

本發明在于提供一種自適應對運動的電子倍增CCD視頻圖像去噪的方法，以提高拍攝運動圖像的清晰度。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種自適應對運動的電子倍增CCD視頻圖像去噪的方法，采用行列投影方式，對微光視頻序列的參考幀和當前幀進行雙向配準，通過計算前后兩幀圖像投影的差方和，得到的差方和函數是與位移相關的函數，然后遍歷差方和矩陣，找出前后兩幀圖像的最大位移；由計算得到前后兩幀圖像位移坐標，得到兩幀的重疊區域，在得到重疊區域后，重疊區域的圖像信息沒有變化，而噪聲隨機變化，且符合高斯噪聲模型，判斷圖像的位移方向，對圖像雙向配準，然后進行權值濾波去除噪聲。

本發明與現有的技術相比，其顯著優點為：(1)能去除電子倍增CCD運動視頻上的噪聲，圖像校正的效果好，且能在硬件上實現，具有實時性；(2)采用圖像配準的方式來對微光視頻相鄰幀圖像進行配準，得到相鄰幀的重疊區域，再利用計算得到的重疊區域對圖像進行權值濾波計算，不但使計算簡便，而且圖像效果明顯提高。(3)通過判斷圖像位移的情況，自適應對運動圖像進行去噪，避免了傳統的運動視頻去噪方法帶來的鬼影問題。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明自適應對運動的電子倍增CCD視頻圖像去噪的方法的流程圖。