[發明專利]一種基于分離引導濾波的紅外視頻增強方法

在審

• 申請號: 201910136043.5
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109886893A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 劉光勝;祁偉;孫沖;曹峰
• 申請（專利權）人: 蘇州長風航空電子有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明揭示了一種基于分離引導濾波的紅外視頻增強方法，包括如下步驟：獲取紅外圖像矩陣；計算引導濾波圖像矩陣，其包括設置濾波半徑r和正則項ε，利用均值濾波器得到均值圖像矩陣、相關圖像矩陣，計算方差圖像矩陣，得到計算系數a、計算系數b，計算系數a均值、計算系數b均值；計算細節圖像矩陣；通過設置細節提升系數k得到計算增強圖像。本發明采用引導濾波降低了計算復雜度，提高了增強處理的實時性。通過引導濾波的差值及和值實現了對圖像的有效增強，提升了物體的紋理細節，對噪聲具備一定地抑制作用。

技術領域

本發明涉及一種紅外視頻增強方法，尤其涉及一種基于分離引導濾波的紅外視頻增強方法，屬于紅外視頻處理的技術領域。

背景技術

隨著紅外成像技術在醫學、交通和軍事等領域的應用，紅外圖像增強方法逐漸成為計算機視覺的一個研究重點。圖像增強方法主要分為全局和局部兩種方法，全局增強方法采用一個映射函數作用于整幅圖像，主要包括：伽馬校正、對數校正、直方圖均衡化和分段灰度變換等。因為全局增強方法對于處理的信號不具有選擇性，所以會增加圖像的噪聲，降低圖像的局部紋理細節。而局部增強方法充分考慮圖像的局部結構信息，增強紋理特征，同時對噪聲具有一定的抑制作用。

文獻一(Lindenbaum M,Fischer M,Bruckstein A M.On Gabor’s contributionto image enhancement[J].Pattern Recognition,1994,27(1):1-8.)提出基于高斯濾波器的線性移不變濾波類方法，該方法相對簡單，但是濾除噪聲的同時，也使得圖像的邊緣等高頻信息丟失。

文獻二(Luo Haibo,Shi Zelin,Hui Ying,et al.Real-time large window-sized 2D median filter based on multi–phased grouping and sorting network[J].Infrared and Laser Engineering,2008,37(5):935-939.)提出一種基于雙邊濾波(BF)的圖像增強方法，但是其計算復雜度與濾波窗口大小有關。

文獻三(Durand,F.,Dorsey,J.:Fast bilateral filtering for the displayof high-dynamic-range images.SIGGRAPH(2002))提出基于快速雙邊濾波(Fast-BF)的增強方法，取得了較好的增強效果，但是其在物體輪廓邊緣容易出現反向梯度現象，造成增強圖像失真。

發明內容

本發明的目的是解決上述現有技術的不足，針對傳統圖像增強存在信息丟失及失真等問題，提出一種基于分離引導濾波的紅外視頻增強方法。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種基于分離引導濾波的紅外視頻增強方法，包括如下步驟：

S1獲取紅外圖像矩陣I；

S2計算引導濾波圖像矩陣I_GF，

設置濾波半徑r和正則項ε，

利用均值濾波器得到均值圖像矩陣μ_I＝mean(I,r)、相關圖像矩陣Corr_I＝mean(I.*I,r)，

計算方差圖像矩陣Var_I＝Corr_I-μ_I.*μ_I，

計算系數a＝Var_I./(Var_I+ε)、計算系數b＝μ_I-a.*μ_I，