专利名称：一种红外图像细节增强与噪声自适应抑制方法
技术领域：
本发明涉及红外图像处理领域，特别涉及一种适合硬件实时实现的图像细节增强与噪声自适应抑制方法。
背景技术：
在红外图像摄取、传输和处理过程中，受光的衍射、聚焦不良、景物和取像装置的相对运动的影响，不可避免导致图像质量下降，使图像变模糊，此外，电子系统高频性能不好也会损失图像的高频分量，而使图像不清晰。大量研究表明，图像变模糊物理过程的数学模型一般含有求和、平均或积分运算。根据图像变模糊的过程可知，在空间域中运用微分运算或在频率域中用加强信号高频分量的方法可有效增强图像细节。目前，图像细节增强技术受到了研究者的广泛关注。针对红外成像的特点，研究提出了多种有效的红外图像细节增强处理算法，通过增强场景中目标与背景之间的灰度对比度以及图像细节信息，如边缘、轮廓、纹理等，可提高对弱小目标探测、跟踪及识别的能力，增强对图像内容和关键细节信息理解的准确性。现有的图像细节增强算法存在以下缺点:
(I)多数现有的图像细节增强算法仅适用于高信噪比的原始红外图像，随着原始红外图像信噪比下降，增强后的图像视觉效果变差，不利用人或机器对图像的理解和分析；(2)多数现有的噪声抑制算法对整幅图像采用同一滤波参数进行噪声抑制，没有利用图像局部特征信息，导致噪声抑制的同时损失了大量图像细节信息；(3)多数现有的图像细节增强与噪声自适应抑制算法运算量大，不易硬件实时实现。
发明内容
发明目的:本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种红外图像细节增强与噪声自适应抑制方法。为了解决上述技术问题，本发明公开了一种红外图像细节增强与噪声自适应抑制方法，包括以下步骤:( I)获取原始红外图像Fots ；(2)运用微分算子计算原始红外图像的滤波分量Fd ；(3)计算原始红外图像背景复杂度，确定噪声抑制阈值T1 ；(4)计算原始红外图像的邻域方差V，根据初始阈值T2将邻域方差图像二值化，用矩阵BW表示；(5)计算滤波分量Fd的加权矩阵Coe ；(6)输出细节增强图像Ftjut ;本发明中使用无方向性的拉氏算子计算滤波分量Fd。本发明红外图像细节增强与噪声自适应抑制新方法中，背景复杂度用邻域信息熵特征H表示。红外图像中以坐标(i，j)为中心的PXQ大小的邻域信息熵H(i，j)计算公式为:
权利要求
1.一种红外图像细节增强与噪声自适应抑制方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)获取原始红外图像FOTg; (2)使用微分算子计算原始红外图像的滤波分量Fd； (3)计算原始红外图像背景复杂度，确定噪声抑制阈值T1； (4)计算原始红外图像的邻域方差V，根据初始阈值T2将邻域方差图像二值化，用矩阵BW表示二值化图像； (5)计算滤波分量Fd的加权矩阵Coe； (6)输出细节增强图像Ftjut。
2.根据权利要求1所述的一种红外图像细节增强与噪声自适应抑制方法，其特征在于，使用无方向性的拉氏算子计算滤波分量Fd。
3.根据权利要求1所述的一种红外图像细节增强与噪声自适应抑制方法，其特征在于，背景复杂度用邻域信息熵特征H表示，红外图像中以坐标(i，j)为中心的PXQ大小的邻域信息熵H(i，j)计算公式为:
4.根据权利要求3所述的一种红外图像细节增强与噪声自适应抑制方法，其特征在于，步骤(3)中，根据原始红外图像平均背景复杂度确定噪声抑制阈值T1 ;平均背景复杂度亙采用以下公式计算:
5.根据权利要求4所述的一种红外图像细节增强与噪声自适应抑制方法，其特征在于，步骤(4)中，图像的邻域方差V通过邻域周边像素均值减去中心像素均值方法进行计笪
6.根据权利要求5所述的一种红外图像细节增强与噪声自适应抑制方法，其特征在于，步骤(5)中，加权矩阵Coe的加权系数Coe(i，j)通过统计矩阵BW中以坐标(i，j)为中心大小P1X Q1窗口非零值数量，若非零值数量大于噪声抑制阈值T1 (i, j)，令Coe (i, j) =1，否则令Coe (i，j)=0，其中，Coe (i, j)是加权矩阵Coe中(i，j)位置的加权系数，P1和Q1分别是窗口的高度和宽度。
7.根据权利要求6所述的一种红外图像细节增强与噪声自适应抑制方法，其特征在于，步骤(6)中，坐标(i，j)位置细节增强图像Frat (i，j)采用下式计算:FoutU, j) =Forg(i, j)-Coe(i, j) XFd(i, j)， 其中，Fd(i，j)是滤波分量 Fd中坐标(i，j)位置的灰度值。
全文摘要
本发明公开了一种红外图像细节增强与噪声自适应抑制方法，包括以下步骤(1)获取原始红外图像Forg；(2)使用微分算子计算原始红外图像的滤波分量Fd；(3)计算原始红外图像背景复杂度，确定噪声抑制阈值T1；(4)计算原始红外图像的邻域方差V，根据初始阈值T2将邻域方差图像二值化，用矩阵BW表示二值化图像；(5)计算滤波分量Fd的加权矩阵Coe；(6)输出细节增强图像Fout。本发明与现有技术相比，具有以下显著优点(1)红外图像细节增强与噪声自适应抑制新方法特别针对信噪比的图像进行处理，在图像细节增强的同时有效抑制了图像的噪声放大。
文档编号G06T5/00GK103208105SQ20131015840
公开日2013年7月17日 申请日期2013年5月2日 优先权日2013年5月2日
发明者白俊奇, 赵春光, 翟尚礼, 王寿峰, 欧乐庆, 林学, 茅宁杰, 赵敏燕 申请人:中国电子科技集团公司第二十八研究所