[發明專利]一種基于局部相關性的紅外圖像條紋噪聲去除方法

有效

• 申請號: 201710084056.3
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN106934771B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 梁琨;周波
• 申請（專利權）人: 武漢鐳英科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 42224 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李佑宏

本發明屬于紅外圖像處理領域，具體公開了一種基于局部相關性的紅外圖像條紋噪聲去除方法，其包括：通過一維水平均值濾波計算預校正像素點的期望輸出值；計算預校正像素點的預期輸出，使用預校正像素點上面一個像素點對應的校正參數對預校正像素點進行校正，得到預期輸出；滿足期望輸出和預期輸出的差平方和最小的條件下，通過列間迭代的方式實現校正參數的自適應更新；采用新的校正參數對預校正像素點進行校正；對同一行下一個像素點進行校正，直至一幀圖像校正完成。本發明的方法不需要存儲一幀圖像來計算圖像的統計特性，只需要緩存當前像素點的相鄰元素，結合條紋噪聲的列間局部相關性，就可以實現單幀圖像的條紋噪聲去除，更適合紅外圖像數據流水式的特點。

技術領域

本發明屬于紅外圖像處理領域，更具體地，涉及一種基于局部相關性的紅外圖像條紋噪聲去除方法。

背景技術

在紅外成像系統中，紅外焦平面陣列通常是同一列像元共享同一個輸出電路，由于行輸出電路偏置電壓不完全一致，同時輸出電路存在非均勻性，使得紅外成像系統產生的圖像中會包含以條紋為主要特征的非均勻噪聲，稱為條紋噪聲。傳統的基于場景的非均勻校正算法或者基于定標的校正算法，無法有效地去除這種條紋噪聲。

目前，解決紅外圖像條紋噪聲的方法主要分為兩類：一類是基于統計特征的去除算法，該類算法往往對同一列像素應用相同的校正參數，由于外界隨機因素和一些預校正步驟的影響，條紋的統計特性受到了影響，也就是說同一列不同像素對應的校正系數相關，但并不相同(稱之為條紋的局部相關性)。因此，該類算法不僅不能有效的去除條紋噪聲，而且容易產生“偽影”。另一類是與統計特征無關的去除算法，但這些方法適應性和廣泛性較差，往往要求圖像中地物類型單一，且該類算法容易造成圖象退化和圖像“偽影”。還有一類是基于變換的條紋去除算法，比如基于傅里葉變換和小波變化的條紋噪聲校正算法，例如專利文獻CN104580937A中公開了一種紅外成像系統條紋噪聲去除方法，其實施步驟如下：1)利用紅外成像系統對黑體成像并將得到的紅外圖像轉換為一維數列；2)將得到的一維數列進行FFT傅里葉變換；3)對變換后頻譜圖中代表條紋噪聲的譜線進行標定；4)以標定的譜線位置對同樣轉換為一維數列的待降噪圖像FFT轉換后的結果進行處理；5)將處理后的結果逆變換為一維數列，然后拼接回二維圖像。該方案可以去除紅外圖像中的條紋噪聲，并不損失圖像原信息，但這些算法計算量較大，不利于實時地硬件實現。因此，本領域亟需尋找一種有效、實用的條紋噪聲去除技術，既保證紅外成像質量，又具有實時性。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或不足，本發明提供一種基于局部相關性的紅外圖像條紋噪聲去除方法，該方案充分利用條紋噪聲的局部相關特性，在上方像素校正參數的基礎上迭代計算出預校正像素點的實時校正參數，從而實現單幀紅外圖像的條紋噪聲去除。本發明的方法無需計算圖像的統計特性，無需儲存一整幅圖像，只需緩存與預校正像素點相鄰的同一行的像素點，對流水式的特點的紅外圖像數據具有良好的噪聲去除效果。

為實現上述目的，按照本發明，提出了一種基于局部相關性的紅外圖像條紋噪聲去除方法，其特征在于，該方法包括：

S1：通過一維水平均值濾波計算圖像任一行中的預校正像素點的期望輸出；

S2：計算預校正像素點的預期輸出，具體為：使用預校正像素點的上一行對應像素點的校正參數對預校正像素點進行校正，得到預期輸出；

S3：對校正參數進行自適應更新，具體為：滿足期望輸出和預期輸出的差平方和最小的條件下，通過列間迭代的方式實現校正參數的自適應更新，其中所述實現校正參數自適應更新的公式為：

其中，d(i,j)是像素點(i,j)的期望輸出，z(i,j)是預校正像素點的預期輸出，g(i,j)和o(i,j)是像素點(i,j)的增益校正系數和偏置校正參數，u是可調節的迭代步長；

S4：采用更新后的校正參數對預校正像素點進行校正；