[發明專利]一種基于圖像分解的局部自適應紅外圖像增強方法

有效

• 申請號: 202011508170.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112598606B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 干宗良;王夢柔;劉峰
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06T5/40
• 分類號: G06T5/40;G06T7/90
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 錢玲玲

本發明公開了一種基于圖像分解的局部自適應紅外圖像增強方法，旨在解決現有技術中紅外探測器獲取的紅外圖像對比度低、邊緣模糊、信噪比低的技術問題。其包括：利用全局映射函數和局部映射函數，對原始紅外圖像進行對比度增強處理，獲得對比度增強的紅外圖像；利用圖像分解技術為對比度增強的紅外圖像進行圖像分解；基于自適應增強算法對圖像分解結果進行細節增強處理，獲得紅外增強圖像。本發明能夠有效地增強紅外圖像的對比度和細節，使得圖像更加清晰。

技術領域

本發明涉及一種基于圖像分解的局部自適應紅外圖像增強方法，屬于機器視覺以及圖形處理技術領域。

背景技術

目前，紅外成像技術因其抗干擾能力強且能夠全天候工作等特征，被廣泛運用于軍事、民事、醫學等多個領域。然而紅外探測器容易受到大氣輻射以及噪聲的影響，因此其探測到的紅外圖像通常存在對比度低、邊緣模糊以及信噪比低等缺點，視覺效果不佳，無法直接運用在高精度成像領域。為了改善紅外圖像的視覺效果，使紅外圖像更加清晰，有必要對紅外圖像的對比度和細節進行增強，并且提高它的信噪比。

發明內容

為了解決現有技術中紅外探測器獲取的紅外圖像對比度低、邊緣模糊、信噪比低的問題，本發明提出了一種基于圖像分解的局部自適應紅外圖像增強方法，對原始紅外圖像進行局部映射、圖像分解和細節增強等處理，能夠有效提高紅外圖像的對比度和細節，提高圖像的清晰度。

為解決上述技術問題，本發明采用了如下技術手段：

本發明提出了一種基于圖像分解的局部自適應紅外圖像增強方法，包括如下步驟：

利用全局映射函數和局部映射函數，對原始紅外圖像進行對比度增強處理，獲得對比度增強的紅外圖像；

利用圖像分解技術為對比度增強的紅外圖像進行圖像分解；

基于自適應增強算法對圖像分解結果進行細節增強處理，獲得紅外增強圖像。

進一步的，所述全局映射函數和局部映射函數的獲取方法如下：

獲取原始紅外圖像的紅外熱度矩陣，對紅外熱度矩陣進行歸一化處理，獲得8位紅外圖像；

根據8位紅外圖像，獲得8位紅外圖像的幾何分布直方圖，并利用8位紅外圖像的幾何分布直方圖修正其全局直方圖；

利用修正后的8位紅外圖像的全局直方圖，獲得全局映射函數；

將8位紅外圖像分成多個尺寸為a×b的圖像塊；

根據每個圖像塊，獲得每個圖像塊的幾何分布直方圖，并利用每個圖像塊的幾何分布直方圖修正其局部直方圖；

利用修正后的每個圖像塊的局部直方圖，獲得局部映射函數。

進一步的，所述歸一化處理的公式如下：

其中，S(i,j)表示8位紅外圖像中坐標(i,j)處的像素點的灰度值，M(i,j)表示紅外熱度矩陣中第i行、第j列的紅外熱度值，M_min表示紅外熱度矩陣中的最小紅外熱度值，M_max表示紅外熱度矩陣中的最大紅外熱度值，i＝1,2,…,m，j＝1,2,…,n，m為原始紅外圖像中每一行的像素點數量，n為原始紅外圖像中每一列的像素點數量。

進一步的，獲得全局映射函數的具體操作如下：

根據8位紅外圖像的全局直方圖獲得8位紅外圖像的非零直方圖，并對非零直方圖進行降序處理，獲得8位紅外圖像的降序直方圖H_d；

根據8位紅外圖像，計算8位紅外圖像的幾何分布直方圖H_g，具體表達式如下：