[發明專利]基于局部自適應CLAHE的紅外圖像去噪增強方法、裝置、系統與計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202011323559.X
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112365424B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 張寶輝;李中文;時亞輝;吳杰;吉莉;蔡璐;陳瑩妍;吳旭東;任大川;趙云海;于世孔;蔣志芳;葛志浩;姚文婷
• 申請（專利權）人: 昆明物理研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/40;G06T3/40;G06T7/11;G06T7/136
• 代理公司: 南京行高知識產權代理有限公司 32404
• 代理人: 王培松;王菊花

本發明提供一種基于局部自適應CLAHE的紅外圖像去噪增強方法、裝置、系統與計算機可讀存儲介質，其包括接收紅外探測器的高動態范圍(HDR)的紅外圖像，預處理后壓縮生成低動態范圍的紅外圖像；將低動態范圍紅外圖像進行區域分塊處理，并對各個子塊進行對比度受限閾值Cliplimit的設置；統計各子塊的灰度直方圖，根據Cliplimit二次裁剪灰度直方圖，并將裁剪掉的部分均勻分配到整個區間，獲得各子塊的灰度直方圖累積分布函數，并將其映射到指定的灰度空間；雙線性插值運算處理，輸出增強后的紅外圖像。本發明的方法相比于現有CLAHE算法，提供了一種新的自適應方式設置子塊的對比度受限閾值Cliplimit設置，可進一步提高圖像對比度，顯示更多細節信息，同時解決現有紅外圖像增強算法的局部噪聲放大問題。

技術領域

本發明涉及紅外圖像處理技術領域，具體而言涉及一種基于局部自適應CLAHE的紅外圖像去噪增強方法、系統與計算機可讀存儲介質。

背景技術

限制對比度直方圖均衡算法(CLAHE)是一種在自適應直方圖均衡化(AHE)算法基礎上改進的圖像處理方法，雖然AHE算法可以改進圖像的局部對比度以及獲得更多的圖像細節，但同時存在過度放大圖像中相同區域的噪聲問題，而CLAHE算法可在一定成都上限制這種不利的放大。

CLAHE算法在使用過程中，通過對比度限幅的特性應用到全局直方圖均衡化中，通過限制AHE算法的對比提高程度抑制噪聲，但傳統的CLAHE作為一種局部灰度映射算法的紅外圖像增強方法，其對比度受限閾值Cliplimit是根據子塊的數量和截斷閾值選擇，可能會導致部分細節未能顯示的問題或者顯示過度導致整體圖像的噪聲加大等問題。

對此，現有技術中嘗試對CLAHE算法的具體應用進行改進，例如在申請號為201910404895.8文獻中提出一種基于離散小波變換的自動CLAHE圖像增強方法，提出一種自動設置切割點Cliplimit的Auto?CLAHE方法，S是每個塊中的像素數量，R是塊內的動態范圍，σ是子塊的標準差；avg子塊像素的平均值，c是一個較小數值。其中，CN107784637A一種紅外圖像增強的方法中，其Cliplimit＝0.1*(K_max-K_min)，K_max、K_min表示每個子塊圖像中的最大、最小灰度；其最大、最小值可能為噪點，這樣也會是圖像Cliplimit高于正常值，選取不當導致局部噪聲過大的問題。

現有技術文獻：

專利文獻1：CN110136084A基于離散小波變換的自動CLAHE圖像增強方法、裝置、系統及存儲介質

專利文獻2：CN107784637A一種紅外圖像增強的方法

發明內容

本發明目的在于提供一種基于局部自適應CLAHE的紅外圖像去噪增強方法，通過自適應調節對比度受限閾值Cliplimit的方法，解決紅外圖像局部對比度及細節的強度不夠的問題，降低圖像的局部噪聲。

根據本發明目的的第一方面提出一種基于局部自適應CLAHE的紅外圖像去噪增強方法，包括以下步驟：

步驟S1：接收紅外探測器輸入的高動態范圍(HDR)的紅外圖像，并進行圖像預處理；

步驟S2：圖像壓縮，將高動態范圍的紅外圖像壓縮至低動態范圍的紅外圖像；

步驟S3：將壓縮后的低動態范圍紅外圖像進行區域分塊處理，并對各個子塊進行對比度受限閾值Cliplimit的設置；

步驟S4：統計各子塊的灰度直方圖，根據步驟S3確定的對比度受限閾值Cliplimit，二次裁剪灰度直方圖，并將裁剪掉的部分均勻分配到整個區間，獲得各子塊的灰度直方圖累積分布函數，并將其映射到指定的灰度空間；

步驟S5：根據像素位置和每個區域的灰度映射函數進行圖像的雙線性插值運算，輸出增強后的低動態范圍紅外圖像。