[發(fā)明專利]一種紅外圖像細節(jié)層的處理方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911237672.3
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN111161162B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設計）人: 周波;梁琨
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學鄂州工業(yè)技術(shù)研究院;華中科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京眾達德權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

本發(fā)明公開了一種紅外圖像細節(jié)層的處理方法及裝置，其中，所述方法包括：獲取原始紅外圖像；對所述原始紅外圖像進行引導濾波，獲得原始細節(jié)層圖像；根據(jù)所述原始紅外圖像，獲取第一噪聲掩膜函數(shù)；根據(jù)所述原始細節(jié)層圖像，獲取第二噪聲掩膜函數(shù)；根據(jù)所述第一噪聲掩膜函數(shù)和所述第二噪聲掩膜函數(shù)，獲得第三噪聲掩膜函數(shù)；根據(jù)所述第三噪聲掩膜函數(shù)對所述原始細節(jié)層圖像進行處理，獲得優(yōu)化細節(jié)層圖像。本發(fā)明降低計算復雜度的同時實現(xiàn)了對細節(jié)層圖像的細節(jié)放大和噪聲抑制之間的相互平衡。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種紅外圖像細節(jié)層的處理方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，紅外熱成像技術(shù)也取得了較大的進步。近年來為了獲取更為精確的紅外輻射強度和提高紅外圖像質(zhì)量，ADC(Analog-to-Digital Converter,模/數(shù)轉(zhuǎn)換器)的采樣精度得到很大的提高，轉(zhuǎn)換位數(shù)達到14位及以上，采樣后的數(shù)字圖像信號可以達到0～16383的動態(tài)范圍，即所謂的高動態(tài)范圍。高動態(tài)范圍(High-DynamicRange，HDR)紅外圖像相比之前的紅外圖像，可以提供更多的細節(jié)紋理信息，通過對HDR紅外圖像中感興趣的區(qū)域進行對比度和細節(jié)的提升，同時抑制甚至消除圖像中其他不關(guān)心的區(qū)域和噪聲，以提高圖像的清晰度和人眼感觀。

2005年，隨著美國FLIR公司數(shù)字細節(jié)增強(Digital Detail Enhancement,DDE)技術(shù)的提出，基于濾波分層的紅外圖像增強方法成為國內(nèi)外學者研究熱點。其基本思想為對原始圖像進行低通濾波以得到包含圖像背景等低頻信息的基本層圖像和包含圖像細節(jié)、紋理和噪聲等高頻信息的細節(jié)層圖像，然后對其分別進行處理，最后融合得到最終輸出圖像。對于HDR紅外圖像，細節(jié)層的處理往往更加重要，而且由于細節(jié)層的噪聲和微弱細節(jié)在空間域上很難區(qū)分開，所以細節(jié)層的處理相比于基本層來說也更有難度。早期的基于雙邊濾波分層的紅外圖像增強方法中采用Gamma變換(伽馬變換)或雙邊濾波器的參數(shù)對細節(jié)層圖像進行處理，然而Gamma變換并不適用于紅外圖像的分布特點且固定的Gamma值不能適用不同紅外場景，且雙邊濾波器在邊緣處存在梯度反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。2010年，引導濾波器的出現(xiàn)很好的解決了雙邊濾波器的梯度反轉(zhuǎn)問題。引導濾波器是一種線性濾波器，操作簡單且在各種圖像處理方面都得到較好地運用(如：圖像銳化、圖像融合、圖像去霧等)。當引導圖為輸入圖像時，與雙邊濾波器一樣，引導濾波器具有保邊去噪特性，因而引導濾波器在圖像細節(jié)增強方面有很好地運用。2014年N.Liu等人提出了基于引導濾波的紅外圖像細節(jié)增強算法(GuidedFilter and Digital Detail Enhancement,GFDDE)并得到較好的增強效果，隨后基于引導濾波分層的紅外圖像細節(jié)增強方法成為濾波分層方法的主流發(fā)展趨勢。GFDDE方法采用引導濾波器的核系數(shù)作為細節(jié)層的增益因子，但需要單獨計算引導濾波器的核系數(shù)，計算較為復雜；2015年，F(xiàn).Garcia在提出TDDE-LAGC算法的文章中首次將引導濾波器系數(shù)作為細節(jié)層的增益因子進行放大處理，從而不用增加運算量。但是考慮到直接利用引導濾波器系數(shù)會導致屏蔽噪聲的同時削弱一些細節(jié)。同年他們提出的TDDE2-LAGC方法采用兩個引導濾波器系數(shù)相乘作為細節(jié)層的噪聲掩膜函數(shù)處理得到的細節(jié)層圖像，處理結(jié)果較好地抑制了噪聲，但同時也模糊了細節(jié)。

綜上所述，目前針對紅外圖像的細節(jié)層處理的方法不僅計算復雜度高，而且難以實現(xiàn)細節(jié)放大和噪聲抑制之間的相互平衡。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明提出了一種紅外圖像細節(jié)層的處理方法及裝置，降低計算復雜度的同時實現(xiàn)了對細節(jié)層圖像的細節(jié)放大和噪聲抑制之間的相互平衡。

第一方面，本申請通過一實施例提供如下技術(shù)方案：

一種紅外圖像細節(jié)層的處理方法，所述方法包括：

獲取原始紅外圖像；

對所述原始紅外圖像進行引導濾波，獲得原始細節(jié)層圖像；

根據(jù)所述原始紅外圖像，獲取第一噪聲掩膜函數(shù)；