[發明專利]一種用于非制冷紅外熱像儀的圖像預處理裝置

在審

• 申請號: 202010074009.2
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111340717A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 王旭;王偉亮;葉國華;徐興奎
• 申請（專利權）人: 哈爾濱新光光電科技股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的一個目的是解決現有技術中的處理方法處理效果差，不能還原原始圖像的細節并在常規顯示器中進行顯示的缺陷，而提出一種用于非制冷紅外熱像儀的圖像預處理裝置，包括：雙邊濾波模塊，用于將原始圖像信號進行雙邊濾波；高斯濾波模塊，用于進行高斯濾波并提取細節信息；直方圖均衡模塊，用于進行直方圖均衡，并將圖像信號灰度級轉為8bit；細節增強模塊，用于進行細節信息補充和增強；豎條紋去除模塊，用于進行列平均濾波去噪處理；伽馬校正模塊，用于進行伽馬校正；自適應反饋調節模塊，用于進行顯示參數判別，并將判別結果反饋回伽馬校正模塊，進而對伽馬值進行調整，以完成自適應伽馬校正功能。本發明適用于紅外熱像儀的圖像處理。

技術領域

本發明涉及非制冷紅外熱像儀圖像顯示領域，具體涉及一種用于非制冷紅外熱像儀的圖像預處理裝置。

背景技術

非制冷紅外熱像儀成像原始圖像是灰度圖像，沒有立體感，對人眼而言，分辨率低；其圖像一般空間相關性強，對比度低，視覺效果模糊，同時具有較多的噪聲。因此紅外原始圖像一般需要經過平滑去噪處理、對比度拉伸處理、像素灰度級轉換處理，經過基本的處理之后，對于圖像的清晰度和關鍵的細節還需要進行對比度進一步拉伸和細節的增強處理才能在常規顯示器上顯示。

發明內容

本發明的一個目的是解決現有技術中的處理方法處理效果差，不能還原原始圖像的細節并在常規顯示器中進行顯示的缺陷。

根據本發明的第一方面，提供了一種用于非制冷紅外熱像儀的圖像預處理裝置，包括：雙邊濾波模塊，用于將紅外探測器輸入的原始圖像信號進行雙邊濾波；高斯濾波模塊，用于將經過雙邊濾波模塊處理的圖像數據進行高斯濾波并提取細節信息；直方圖均衡模塊，用于將經過高斯濾波模塊處理的圖像數據進行直方圖均衡，并將圖像信號灰度級轉為8bit；細節增強模塊，用于將經過直方圖均衡模塊處理的圖像數據進行細節信息補充和增強；豎條紋去除模塊，用于將經過細節增強模塊處理的圖像數據進行列平均濾波去噪處理；伽馬校正模塊，用于將經過豎條紋去除模塊處理的圖像數據進行伽馬校正，并輸出至顯示器和自適應反饋調節模塊；自適應反饋調節模塊，用于將經過伽馬校正模塊處理的圖像數據進行顯示參數判別，并將判別結果反饋回伽馬校正模塊，進而對所述伽馬值進行調整，以完成自適應伽馬校正功能。

優選地，所述雙邊濾波模塊用于將紅外探測器采集的原始圖像數據通過一個具有值域和空間域雙重加權權重的濾波模板掃描圖像中的每一個像素，計算出加權平均灰度值去替代模板中心像素點的像素值。

優選地，所述高斯濾波模塊用于將經過雙邊濾波模塊處理的圖像數據通過一個具有空間各向同性的高斯濾波模板掃描圖像中的每一個像素，用模板確定的鄰域內像素的加權平均灰度值替代模板中心像素點的值。

優選地，直方圖均衡模塊用于將經過高斯濾波模塊處理的圖像數據在一幀圖像內統計出最值，并在最值范圍內對圖像數據進行直方圖拉伸，同時將14bit圖像數據轉成為8bit圖像數據。

優選地，細節增強模塊用于將原始圖像數據與經過直方圖均衡模塊處理的圖像數據進行對比，得到圖像高頻分量，經過權重分配，對平滑后的圖像進行細節信息的補充和增強。

優選地，細節增強模塊包括：高頻分量獲取單元，用于將原始圖像數據與直方圖均衡模塊處理得到的圖像數據做差值，得到圖像高頻分量。由于經過處理后的圖像經過濾波損失了高頻分量，高頻分量中包含有圖像細節，因此通過將原始圖像和處理后的圖像數據做差，得到濾波過程中損失的高頻分量。權重計算單元，用于根據權重矩陣對所述高頻分量進行加權運算。其中權重矩陣是在雙邊濾波模塊進行雙邊濾波處理時產生的。細節補充單元，用于將加權運算后的數據補充到經過直方圖均衡模塊處理后的圖像數據中。

優選地，伽馬校正模塊用于將經過豎條紋去除模塊處理的圖像數據中各個像素點灰度值根據伽馬值進行非線性冪律變換，以實現對期望區域進行亮度和/或對比度調節。