[發明專利]一種激光主動成像的圖像噪聲抑制方法

有效

• 申請號: 201610850521.5
• 申請日: 2016-09-26
• 公開（公告）號: CN106651781B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 王宇;樸燕
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

本發明涉及一種激光主動成像的圖像噪聲抑制方法，屬于圖像噪聲抑制方法。采用不同尺度結構元素，分別對激光主動成像的圖像進行形態開?閉和形態閉?開濾波運算，根據圖像局部區域的勻質性，將多尺度形態學濾波結果融合；多尺度形態學的圖像去噪是將各個尺度結構元素的形態濾波結果進行加權平均。本發明基于形態學的濾波方法易于硬件邏輯結構實現，具有能實時處理和較好地保持圖像邊緣，采用多個尺度的結構元素進行形態學濾波去噪，利用圖像局部區域的勻質性，作為各尺度結構元素濾波圖像的融合依據，可以獲得更好的激光圖像去噪效果。可以應用于激光主動成像系統、合成孔徑雷達、紅外醫學成像等存在散斑噪聲的圖像去噪場合。

技術領域

本發明涉及一種圖像噪聲抑制方法，特別涉及一種利用圖像區域勻質性對多尺度形態學濾波結果進行融合的激光圖像去噪方法。

背景技術

近年來，激光主動成像技術迅速發展起來，因為該技術能提供更加穩定、清晰的目標圖像，能夠為準確描述目標幾何形狀提供更豐富的信息,所以在雷達偵察、目標探測與跟蹤、精確制導等軍事領域具有廣泛的應用前景。然而,激光照射下的目標圖像會受到激光散斑的調制,散斑噪聲的存在使圖像的質量嚴重下降,這必然影響對目標的識別及跟蹤精度,所以研究適用于激光圖像中散斑噪聲的噪聲抑制方法具有重要的實用價值。

散斑噪聲為信號相關噪聲,本質上是非線性的,比加性噪聲難去除。國內外學者提出了各種各樣的圖像濾波算法。經典的算法有Lee、Kuan、SBF以及小波濾波等，這些方法在抑制散斑噪聲的同時，很多邊緣細節信息也受到了損失。非局部均值濾波(NLM)能夠充分利用整幅圖像中蘊含的信息，在有效抑制噪聲的同時很好地保留圖像的紋理結構，但其執行計算復雜度較大，算法運行速度較慢。

基于形態學的濾波方法易于硬件邏輯結構實現，具有能實時處理和較好地保持圖像邊緣的優點，但傳統的形態學濾波算法用于激光圖像去噪時，其噪聲壓縮能力較差，所以如果能對傳統形態學濾波算法進行改進，就可以在保持圖像邊緣的前提下，提高激光圖像中的散斑噪聲抑制能力。

發明內容

本發明提供一種激光主動成像的圖像噪聲抑制方法，結合激光圖像特點，提出了一種多尺度形態學濾波方法，將激光圖像在多個尺度下進行形態學濾波處理，然后充分利用大尺度結構元素濾波效果強和小尺度結構元素保持邊緣細節清晰的優勢,根據計算的圖像區域勻質性系數，將不同尺度下的形態學濾波結果融合，達到既能抑制噪聲又能保持圖像邊緣的目的。

本發明采取的技術方案是，包括下列步驟：

(一)、采用不同尺度結構元素，分別對激光主動成像的圖像進行形態開-閉和形態閉-開濾波運算；

選取不同尺度的“disk”結構元素，半徑分別為d₁、d₂……d_n，結構元素用B_d(i)表示，B_d(1)為半徑為d₁的“disk”結構元素，B_d(2)為半徑為d₂的“disk”結構元素，以此類推；設F(x,y)為輸入信號，S(x,y)為輸出信號，利用結構元素B_d(i)對輸入信號作形態開-閉和形態閉-開運算，運算結果分別表示為OC_d(i)(x,y)、CO_d(i)(x,y)；

將形態開-閉和形態閉-開運算結果相結合：

其中，代表形態學開運算，代表形態學閉運算，OCCO_d(i)(x,y)代表利用半徑為d_i的“disk”結構元素進行形態開-閉和形態閉-開運算相結合的濾波結果圖像；

(二)根據圖像局部區域的勻質性，將多尺度形態學濾波結果融合；