[發(fā)明專(zhuān)利]基于優(yōu)化CLAHE的紅外圖像增強(qiáng)方法與系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010569595.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111709898B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳杰;李中文;張寶輝;蔡璐;陳瑩妍;蔣志芳;吉莉;吳旭東;姚文婷;于世孔;陳坦坦;葛志浩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昆明物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/00;G06T5/40;G06T3/40;G06T7/136
• 代理公司: 南京行高知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32404
• 代理人: 王培松;王菊花

本發(fā)明涉及紅外圖像增強(qiáng)技術(shù)領(lǐng)域，提供一種基于優(yōu)化CLAHE的紅外圖像增強(qiáng)方法與系統(tǒng)，包括：接收紅外探測(cè)器輸入的高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)的紅外圖像，并進(jìn)行預(yù)處理；圖像壓縮過(guò)程，將高動(dòng)態(tài)范圍的紅外圖像壓縮至低動(dòng)態(tài)范圍；采用優(yōu)化后的CLAHE算法，對(duì)所述低動(dòng)態(tài)范圍的紅外圖像進(jìn)行處理，輸出增強(qiáng)后的低動(dòng)態(tài)范圍紅外圖像。本發(fā)明的基于優(yōu)化CLAHE的紅外圖像增強(qiáng)方法與系統(tǒng)，可解決現(xiàn)有紅外圖像增強(qiáng)算法的局部噪聲放大問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紅外圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種基于優(yōu)化CLAHE的紅外圖像增強(qiáng)方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)

紅外熱成像技術(shù)有效地拓寬了人類(lèi)的視力范圍，在軍事和民用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

圖像增強(qiáng)技術(shù)是最常見(jiàn)的紅外圖像處理技術(shù)之一，且具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，選擇適當(dāng)?shù)膱D像增強(qiáng)算法就能應(yīng)用于不同場(chǎng)景下的紅外成像。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明第一方面提供一種基于優(yōu)化CLAHE的紅外圖像增強(qiáng)方法與系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有紅外圖像增強(qiáng)算法的局部噪聲放大問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提出一種基于優(yōu)化CLAHE的紅外圖像增強(qiáng)方法，包括：

步驟S1：接收紅外探測(cè)器輸入的高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)的紅外圖像，并進(jìn)行預(yù)處理；

步驟S2：圖像壓縮過(guò)程，將高動(dòng)態(tài)范圍的紅外圖像壓縮至低動(dòng)態(tài)范圍；

步驟S3：采用優(yōu)化后的CLAHE算法，對(duì)所述低動(dòng)態(tài)范圍的紅外圖像進(jìn)行處理，輸出增強(qiáng)后的低動(dòng)態(tài)范圍紅外圖像。

優(yōu)選地，所述步驟S1中的預(yù)處理包括非均勻性校正、盲元替換、圖像降噪中的至少一種。

優(yōu)選地，所述步驟S2中采用單平臺(tái)直方圖均衡化方法對(duì)紅外圖像進(jìn)行壓縮處理，壓縮處理過(guò)程包括以下步驟：

(1)統(tǒng)計(jì)紅外圖像的灰度直方圖；

(2)裁減掉灰度直方圖中超出預(yù)設(shè)閾值的部分；

(3)統(tǒng)計(jì)灰度累積直方圖分布，并映射到目標(biāo)灰度空間；

(4)根據(jù)映射函數(shù)將高動(dòng)態(tài)范圍的紅外圖像映射到低動(dòng)態(tài)范圍并輸出。

優(yōu)選地，所述步驟S3中采用優(yōu)化后的CLAHE算法對(duì)所述低動(dòng)態(tài)范圍的紅外圖像進(jìn)行處理的過(guò)程包括：

(1)將低動(dòng)態(tài)范圍的紅外圖像分成多個(gè)大小為N*N的區(qū)域；

(2)統(tǒng)計(jì)每塊區(qū)域的灰度直方圖，根據(jù)初始裁剪閾值對(duì)每塊區(qū)域的直方圖進(jìn)行首次裁剪；

(3)統(tǒng)計(jì)每塊區(qū)域裁剪掉的像素個(gè)數(shù)，并根據(jù)每塊區(qū)域裁剪掉的像素個(gè)數(shù)為各區(qū)域設(shè)置新的裁剪閾值；

(4)根據(jù)各區(qū)域新的裁剪閾值再次裁剪其灰度直方圖，并將裁剪掉的部分均勻分配到整個(gè)區(qū)間；

(5)根據(jù)第二次裁剪后的灰度直方圖獲得相應(yīng)的灰度直方圖累積分布函數(shù)，并將其映射到指定的灰度空間；

(6)根據(jù)像素位置和每個(gè)區(qū)域的灰度映射函數(shù)進(jìn)行圖像的雙線性插值運(yùn)算，得到增強(qiáng)后的紅外圖像。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面還提出一種基于優(yōu)化CLAHE的紅外圖像增強(qiáng)系統(tǒng)，包括：

用于接收紅外探測(cè)器輸入的高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)的紅外圖像，并進(jìn)行預(yù)處理的第一模塊；

用于將高動(dòng)態(tài)范圍的紅外圖像壓縮至低動(dòng)態(tài)范圍的第二模塊；

用于采用優(yōu)化后的CLAHE算法，對(duì)所述低動(dòng)態(tài)范圍的紅外圖像進(jìn)行處理，輸出增強(qiáng)后的低動(dòng)態(tài)范圍紅外圖像的第三模塊；

其中，所述第二模塊被設(shè)置成采用單平臺(tái)直方圖均衡化方法對(duì)紅外圖像進(jìn)行壓縮處理；