[發明專利]一種用于紅外圖像的自適應染色方法、系統、存儲介質、終端

有效

• 申請號: 201810975358.4
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109147005B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 代志勇;盧靖
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T11/40
• 分類號: G06T11/40;G06T5/00;G06T7/90;G06V10/762
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;張巨箭

本發明公開了一種用于紅外圖像的自適應染色方法、系統、存儲介質、終端，方法包括：灰度直方圖統計：計算出紅外圖像每一個灰度值的像素點個數占總像素點的比例；條件判斷與選擇：判斷在高于X%的灰度階數量上分布的像素點數是否占整張紅外圖片總像素點數的Y%以下，如果是則進入K?means聚類；彩虹碼偽彩色離散變換：將K?means聚類或Mean?Shift聚類完成的聚類數作為離散的顏色劃分區間段即將紅到藍的彩虹色分為若干個區間，并取每個區間的中心色，進行偽彩色映射。本發明對于不同質量的圖像采取不同的聚類方法，并采用區間自適應的彩虹碼偽彩色變換，對于需要明顯區分層次的低熱對比度的紅外圖片有很好的效果。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種用于紅外圖像的自適應染色方法、系統、存儲介質、終端。

背景技術

紅外成像技術作為人們觀察和感知客觀世界的一種新技術，其圖像具有環境適應性好，隱蔽性好，偽裝目標辨識度高的特點。此外，紅外圖像具有溫度表征特性，經過一定的染色變換，就能感受到目標的溫度分布信息。但是受限于紅外探測器的制作工藝難度和材料純度影響，紅外圖像普遍存在分辨率低，噪聲大，圖像對比度低，灰度范圍窄的現象，由此造成背景與被監測目標之間對比度模糊，被監測目標細節難以辨認，圖像特征信息不明確，使得對圖像中目標和場景的識別和分析存在一定的難度。

紅外圖像探測器輸出的原始紅外圖像是灰度圖。由于紅外圖像本身的缺陷以及人眼視覺的特點，如果直接觀察原始紅外圖像，獲得的觀感是比較差的。在實際應用中，往往要把紅外圖像進行非均勻校正和圖像增強的預處理，然后進行染色處理，最終輸出用于觀察的彩色紅外圖像。

紅外圖像的染色，又稱為偽彩色變換或者偽彩色增強。目前常用的染色方法有灰度分割法、灰度級-彩色變換法以及濾波法等，其實質是把8位的灰度圖像轉換成24位的偽彩色圖像。在變換過程中，需要選取一個映射函數，生成一個映射表。該函數可以是線性的，也可以是非線性的，用來完成一對三的映射。根據紅外成像的特點，通常在做映射時，灰度值越大的點越接近紅色，灰度值越小的點越接近藍色，符合人眼對高溫與低溫物體的顏色感受。按照常用染色算法往往只考慮了某一個場景下的情況，映射函數是不變的，對于其他不同情形的紅外圖像不能夠自我調整，沒有自適應性。特別在一些條件較差的場景下生成的紅外圖像，染色算法應該能夠進行一些判斷，并且選擇不同的染色變換，才能生成人眼觀感較好的紅外圖像。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于紅外圖像的自適應染色方法、系統、存儲介質、終端，特別適用于低熱對比度原始紅外圖像的染色，解決現有技術對得到的不同的紅外圖像進行相同方式處理、無法得到人眼觀感較好的紅外圖像的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種用于紅外圖像的自適應染色方法，包括以下步驟：

灰度直方圖統計：計算出紅外圖像每一個灰度值的像素點個數占總像素點的比例；

條件判斷與選擇：判斷在高于X％的灰度階數量上分布的像素點數是否占整張紅外圖片總像素點數的Y％以下，如果是則進入K-means聚類，否則進入Mean-Shift聚類；

K-means聚類：手動指定聚類的數目即K值后進行聚類；

Mean-Shift聚類：自動進行聚類；

彩虹碼偽彩色離散變換：將K-means聚類或Mean-Shift聚類完成的聚類數作為離散的顏色劃分區間段即將紅到藍的彩虹色分為若干個區間，并取每個區間的中心色，進行從高灰度值到低灰度值的偽彩色映射。

進一步地，所述的方法還包括在所述灰度直方圖統計之前的：

圖像增強預處理：通過直方圖均衡處理增強原始紅外圖像的對比度，改善紅外圖像的暗部細節；再通過非銳化掩膜處理增強紅外圖像中的邊緣部分，提升圖像的信息量。