[發(fā)明專利]一種基于紋理加權(quán)直方圖均衡化的紅外圖像增強方法

有效

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• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110827229B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 路陸;朱明;郝志成;聶海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: G06T5/40
• 分類號: G06T5/40
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王曉坤

本發(fā)明公開了一種基于紋理加權(quán)直方圖均衡化的紅外圖像增強方法、裝置、設(shè)備及計算機可讀存儲介質(zhì)，包括：確定原始紅外圖像中各個像素點的局部極值差異；將各個像素點的局部極值差異與預(yù)設(shè)差異閾值進行比較，記錄原始紅外圖像中局部極值差異大于等于預(yù)設(shè)差異閾值的像素點位置，得到統(tǒng)計區(qū)域；在統(tǒng)計區(qū)域內(nèi)對原始紅外圖像進行直方圖統(tǒng)計，得到統(tǒng)計區(qū)域直方圖；對統(tǒng)計區(qū)域直方圖進行非線性變換，得到非線性變換后的直方圖；對非線性變換后的直方圖進行累計概率分布計算，獲得灰度映射函數(shù)；將原始紅外圖像輸入灰度映射函數(shù)，輸出目標(biāo)增強紅外圖像。本發(fā)明所提供的方法、裝置、設(shè)備及計算機可讀存儲介質(zhì)，可以抑制背景過增強和局部噪聲放大現(xiàn)象發(fā)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于紋理加權(quán)直方圖均衡化的紅外圖像增強方法、裝置、設(shè)備以及計算機可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

原始紅外圖像通常具有低對比度、高背景亮度等特點，圖像細(xì)節(jié)淹沒在背景中，極大增加了目標(biāo)探測識別難度。因此，需要一種計算簡單且效果好的圖像增強算法提高圖像對比度。直方圖均衡化是一種經(jīng)典的圖像對比度增強算法，不僅方法簡單，還可以有效增強圖像對比度。然而，傳統(tǒng)直方圖均衡化偏向于增強高概率灰度，抑制低概率灰度。直接應(yīng)用于紅外圖像時，會出現(xiàn)背景過增強，局部噪聲放大，小目標(biāo)飽和等不足。

綜上所述可以看出，在紅外圖像增強時，如何避免背景過增強及局部噪聲放大現(xiàn)象是目前有待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于紋理加權(quán)直方圖均衡化的紅外圖像增強方法、裝置、設(shè)備以及計算機可讀存儲介質(zhì)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中利用直方圖對紅外圖像增強時，會出現(xiàn)背景過增強、局部噪聲放大現(xiàn)象的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于紋理加權(quán)直方圖均衡化的紅外圖像增強方法，包括：確定原始紅外圖像中各個像素點的局部極值差異；其中，所述各個像素點的局部極值差異為所述各個像素點鄰域的最大像素灰度值與最小像素灰度值的差值；將所述各個像素點的局部極值差異與預(yù)設(shè)差異閾值進行比較，記錄所述原始紅外圖像中局部極值差異大于等于所述預(yù)設(shè)差異閾值的像素點位置，得到統(tǒng)計區(qū)域；在所述統(tǒng)計區(qū)域內(nèi)，對所述原始紅外圖像進行直方圖統(tǒng)計，得到統(tǒng)計區(qū)域直方圖；對所述統(tǒng)計區(qū)域直方圖進行非線性變換，得到非線性變換后的直方圖；對所述非線性變換后的直方圖進行累計概率分布計算，獲得灰度映射函數(shù)；將所述原始紅外圖像輸入至所述灰度映射函數(shù)，輸出目標(biāo)增強紅外圖像。

優(yōu)選地，所述確定原始紅外圖像中各個像素點的局部極值差異包括：

根據(jù)D(i,j)＝max{f(m,n)}-min{f(m,n)},(m,n)∈Ω(i,j)確定所述原始紅外圖像中各個像素點的局部極值差異；

其中，Ω(i,j)為所述原始紅外圖像中像素(i,j)的鄰域，f(m,n)為所述鄰域Ω(i,j)中像素(m,n)的灰度，max{f(m,n)}為所述鄰域Ω(i,j)中全部像素灰度的最大值，min{f(m,n)}為所述鄰域Ω(i,j)中全部像素灰度的最小值，D(i,j)為所述像素(i,j)的局部極值差異。

優(yōu)選地，所述記錄所述原始紅外圖像中局部極值差異大于等于所述預(yù)設(shè)差異閾值的像素點位置，得到統(tǒng)計區(qū)域包括：

記錄所述原始紅外圖像中局部極值差異大于等于所述預(yù)設(shè)差異閾值的像素點位置，得到統(tǒng)計區(qū)域

其中，T為所述預(yù)設(shè)差異閾值，V(i,j)＝1表示所述原始紅外圖像中像素點(i,j)參加后續(xù)直方圖統(tǒng)計，V(i,j)＝0表示所述原始圖像中像素點(i,j)不參加后續(xù)直方圖統(tǒng)計。

優(yōu)選地，所述對所述統(tǒng)計區(qū)域直方圖進行非線性變換，得到非線性變換后的直方圖包括：

對所述統(tǒng)計區(qū)域直方圖進行γ變換，得到γ變換后的直方圖。

優(yōu)選地，所述對所述非線性變換后的直方圖進行累計概率分布計算，獲得灰度映射函數(shù)包括：