[發明專利]毫米波太赫茲成像質量提升方法及成像系統

有效

• 申請號: 202011032520.2
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112184607B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 趙自然;程亞運;王迎新;陳志強;李元景
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T7/11
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 張超艷;董永輝

本發明提供一種毫米波太赫茲成像質量提升方法及成像系統，包括：獲得被測對象的毫米波太赫茲成像的水平極化圖像和垂直極化圖像；將所述水平極化圖像和垂直極化圖像進行圖像特征提取，轉換得到聯合特征圖像；對所聯合特征圖像進行檢測處理，得到倒影區域圖像；將倒影區域像素替換為毫米波太赫茲成像的背景像素。所述方法及系統能夠提高目標檢測能力和圖像視覺感知度。

技術領域

本發明涉及毫米波太赫茲遙感與探測技術領域，更具體地，涉及一種毫米波太赫茲成像質量提升方法及成像系統。

背景技術

毫米波太赫茲成像系統通過接收物質自發或反射的毫米波太赫茲熱輻射來實現對觀測場景的遙感與探測，具有全天時工作、準全天候工作、隱蔽性好和無輻射危害等優點。因此，已被應用到大氣遙感、海洋監測、土壤和植被遙感、人體安檢、重點場所監視、軍事探測等領域。

在毫米波太赫茲成像應用中，通常利用圖像對比度對目標進行檢測識別。在實際成像中，由于場景中很多物體表面對毫米波太赫茲波來說，不是完全粗糙的，可在其表面形成臨近目標的倒影，尤其是地板、水泥地、水面等表面。這種倒影明顯降低了圖像質量，不僅給目標檢測帶來困難，而且影響圖像視覺感受，對觀察者產生干擾。在可見光和紅外成像領域中，已有一些經典的和機器學習的倒影檢測和去除方法被提出，取得較好效果。然而，由于物理原理上的差異，這些方法無法直接用于毫米波太赫茲成像應用中，具體地：不同頻段的圖像具有不同的成像原理、成像過程和圖像特性，圖像處理方法是基于這些原理、過程和特性的，因此，經過試驗發現，可見光和紅外成像領域的方法用于毫米波太赫茲圖像上效果不足，尚無法解決問題。鑒于此，如何自動檢測并消除毫米波太赫茲成像中的倒影，以提升圖像質量，已是當前亟待解決的問題。

發明內容

本發明提供一種提升被測對象圖像質量，從而提高目標檢測能力和圖像視覺感知度的毫米波太赫茲成像質量提升方法及成像系統。

根據本發明的一個方面，提供一種毫米波太赫茲成像質量提升方法，包括：

獲得被測對象的毫米波太赫茲成像的水平極化圖像和垂直極化圖像；

將所述水平極化圖像和垂直極化圖像進行圖像特征提取，轉換得到聯合特征圖像；

對所聯合特征圖像進行檢測處理，得到倒影區域圖像；

將倒影區域像素替換為毫米波太赫茲成像的背景像素。

進一步的，所述將所述水平極化圖像和垂直極化圖像進行圖像特征提取，轉換得到聯合特征圖像的步驟包括：

獲得水平極化圖像和垂直極化圖像的各像素的像素值；

對水平極化圖像和垂直極化圖像的像素值進行二值化處理；

通過下式獲得聯合特征圖像的像素值

其中，j為像素索引，PR(j)為聯合特征圖像的第j個像素的像素值，F為水平極化圖像和垂直極化圖像的背景像素均值，H(j)為水平極化圖像的第j個像素的像素值，V(j)為垂直極化圖像的第j個像素的像素值，|*|為絕對值算符，Br{*}為二值化算符。

進一步的，所述對所聯合特征圖像進行檢測處理，得到倒影區域圖像的步驟包括：

對聯合特征圖像進行超像素分割，獲得多個超像素分割區域；

獲得每一個超像素分割區域的顯著度，從而獲得顯著度圖像；

顯著度圖像進行二值分割，獲得倒影區域圖像。

進一步的，所述獲得每一個超像素分割區域的顯著度的步驟包括：

獲得不同超像素分割區域之間的距離；

獲得每個超像素分割區域的權值；