[發(fā)明專利]一種紅外艦船尾跡圖像增強方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310361547.3
• 申請日: 2023-04-07
• 公開（公告）號: CN116542885A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫曉桐;李玉祥;楊雨晴;張濤;李君;陳星豪;朱正;史金輝
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G06T5/20
• 分類號: G06T5/20;G06T5/00;G06T5/50;G06T7/13;G06T7/44;G06T7/11;G06T7/136;G06T5/10;G06T7/168
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本發(fā)明公開了一種紅外艦船尾跡圖像增強方法，包括：對紅外圖像進行中值濾波預(yù)處理，過濾隨機噪聲；對預(yù)處理后圖像進行多方向多尺度Gabor濾波，結(jié)合尾跡局部信息熵進行加權(quán)融合，增強尾跡紋理特征；對特征融合后圖像進行Otsu閾值分割，得到二值化尾跡圖像，進行Canny算子邊緣檢測，增強尾跡邊緣特征；對邊緣圖像進行Hough變換，在變換域中累計直線尾跡特征，檢測直線尾跡表示在原始紅外圖像上。本發(fā)明通過對Gabor濾波和局部信息熵融合，增強了尾跡的紋理特征，Canny算子邊緣檢測，增強了尾跡邊緣特征，能夠大大提高艦船尾跡檢測的有效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紅外圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種紅外艦船尾跡圖像增強方法。

背景技術(shù)

紅外成像探測具有全天候工作、對云霧等穿透效果好的特點，因此被廣泛應(yīng)用于航空遙感、海洋偵察、夜視和成像制導(dǎo)等軍事領(lǐng)域。在海洋場景紅外圖像中，可以觀測到艦船運動及由其產(chǎn)生的尾跡特征。艦船尾跡具有尺度大、維持時間長的特點，尾跡中包含有大量的艦船特性，對艦船目標(biāo)的檢測及定位、運動參數(shù)的反演具有重要的研究價值。

紅外艦船尾跡圖像中往往包含大量海雜波的干擾，并且成像對比度低，給尾跡檢測帶來很大困難。因此，針對紅外艦船尾跡的圖像增強，提高尾跡檢測的準(zhǔn)確率是一項具有重要研究意義的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，為克服上述問題，從而提供一種紅外艦船尾跡圖像增強方法，通過對Gabor濾波和局部信息熵融合，增強尾跡的紋理特征，Canny算子邊緣檢測，增強尾跡邊緣特征，進而提高艦船尾跡檢測的有效性。

為了達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種紅外艦船尾跡圖像增強方法，包括以下步驟：

S1：對紅外圖像進行中值濾波預(yù)處理，剔除圖像在椒鹽噪聲作用下的局部亮點，過濾隨機噪聲；

S2：對預(yù)處理后圖像進行多方向多尺度Gabor濾波，得到Gabor濾波后圖像，與預(yù)處理后局部信息熵圖像加權(quán)融合，增強尾跡紋理特征；

S3：對特征融合后圖像進行Otsu閾值分割，得到二值化尾跡圖像，對二值化圖像進行Canny算子邊緣檢測，增強尾跡邊緣特征，篩選圖像尾跡邊緣；

S4：對邊緣圖像進行Hough變換，在變換域中累計直線尾跡特征，去除偽尾跡，檢測直線尾跡表示在原始紅外圖像上。

進一步地，所述步驟S1中，所述中值濾波用于剔除圖像在椒鹽噪聲作用下的局部亮點，過濾隨機噪聲，提高圖像信噪比。

進一步地，所述步驟S1的具體過程是：

步驟S1.1：對圖像各像素點及其3×3鄰域內(nèi)像素點的像素值進行排序；

步驟S1.2：將位于中間位置的像素值作為原圖像各像素點的像素值。

進一步地，所述步驟S2的具體過程是：

步驟S2.1：所述多方向多尺度Gabor濾波，選用不同的中心頻率和方向構(gòu)建一組濾波核，二維Gabor濾波器核函數(shù)公式如下：

其中，u為Gabor核函數(shù)的方向，v為Gabor核函數(shù)的尺度，exp(ik_u,vz)是一個振蕩函數(shù)，其虛部是正弦函數(shù)，實部是余弦函數(shù)，z＝(x,y)為預(yù)處理后圖像上點的坐標(biāo)，‖‖表示取模運算，σ為高斯函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差，f是空間因子，k_max為最大頻率；

步驟S2.2：所述局部信息熵，能夠反應(yīng)圖像中某一區(qū)域所含信息量，對于圖像中任意一點(i,j),其公式如下：