一种红外图像的直方图均衡化方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种红外图像的直方图均衡化方法，包括：读取红外图像；将红外图像分割成至少两个子图像；对每个子图像进行直方图均衡化处理，获得至少两个直方图均衡化子图像；拼接直方图均衡化子图像。本发明的实施例中提供的方法中，将红外图像进行分割处理，得到多个子图像，并且分别对每个子图像进行平台直方图均衡化增强，然后将直方图均衡化之后的子图像拼接融合成为最终的直方图均衡化了的红外图像。这样，在进行直方图均衡化处理时，可以对多个子图像进行并行处理，然后再对图像进行融合处理，这样大大加快了图像的处理速度。
【专利说明】一种红外图像的直方图均衡化方法
[0001]
【技术领域】
[0002] 本发明涉及红外图像处理【技术领域】，尤其是涉及一种红外图像的直方图均衡化方 法。
[0003]
【背景技术】
[0004] 红外成像系统在成像的过程中由于系统自身成像特点的原因，所成图像具有低信 噪比、低对比度、几乎没有纹理信息等特点。因此为了人眼能够获取红外图像中的视觉信 息，需要对红外图像进行一系列处理，包括：图像的非均匀校正、盲元补偿、图像增强等。
[0005] 红外图像增强的方法很多，从图像处理的作用域出发可分为： (1)空间域处理：直接对红外图像的灰度进行处理，常见方法有：空间域滤波、灰度线 性拉伸、直方图均衡化等。
[0006] (2)时间域处理：该方法通常涉及多帧的计算，包括时间延时积分、帧间比较等。
[0007] (3)变换域处理：该方法首先将红外图像变换到特定的变换域内，然后对变换域中 的数值进行运算，再通过逆变换获得增强后的红外图像，常用的变换域包括傅里叶变换、离 散余弦变换、小波变换等，这种技术计算复杂，耗费大量系统资源。
[0008] 在对于FPGA处理红外图像增强算法的时候，由于需要对一帧红外图像进行逐点 处理，大大降低了红外图像增强的速度，也大大降低了红外图像的显示速度。而且，对于复 杂的多目标处理，由于目标较多，所以传统的红外直方图均衡化会造成单一目标图像拉伸 范围过窄，不能进行细节显示。
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【发明内容】
[0010] 本发明的目的之一是提供一种处理速度高的红外图像的直方图均衡化方法。
[0011] 本发明的目的之一是提供一种能够保留更多图像细节的红外图像的直方图均衡 化方法。
[0012] 本发明公开的技术方案包括： 提供了一种红外图像的直方图均衡化方法，其特征在于，包括：读取红外图像；将所述 红外图像分割成至少两个子图像；对所述至少两个子图像中的每个子图像进行直方图均衡 化处理，获得至少两个直方图均衡化子图像；拼接所述至少两个直方图均衡化子图像，获得 直方图均衡化了的红外图像。
[0013] 本发明的一个实施例中，并行地对所述至少两个子图像中的至少一部分子图像进 行直方图均衡化处理。
[0014] 本发明的一个实施例中，拼接所述至少两个直方图均衡化子图像的步骤包括：获 取相邻的两个直方图均衡化子图像，所述相邻的两个直方图均衡化子图像分别为第一直方 图均衡化子图像和第二直方图均衡化子图像；获得所述第一直方图均衡化子图像和所述第 二直方图均衡化子图像的交界线；计算所述第一直方图均衡化子图像在所述交界线上的点 的数据值的均值，获得第一均值；计算所述第二直方图均衡化子图像在所述交界线上的点 的数据值的均值，获得第二均值；计算所述第一均值和所述第二均值的差值；将所述第二 直方图均衡化子图像的点的数据值减去所述差值。
[0015] 本发明的实施例中提供的方法中，将红外图像进行分割处理，得到多个子图像，并 且分别对每个子图像进行平台直方图均衡化增强，然后将直方图均衡化之后的子图像拼接 融合成为最终的直方图均衡化了的红外图像。这样，在进行直方图均衡化处理时，可以对多 个子图像进行并行处理，然后再对图像进行融合处理，这样大大加快了图像的处理速度。而 且对于多目标的红外图像增强，由于对图像进行了分割，每个图像区域的目标进行了较大 范围内的直方图均衡化，可以对图像的细节进行很好的显示。
[0016]
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本发明一个实施例的红外图像的直方图均衡化方法的流程示意图。
[0018] 图2是本发明一个实施例的红外图像及其直方图的示意图。
[0019] 图3是本发明一个实施例的图像分割的示意图。
[0020] 图4是本发明一个实施例的直方图均衡化的原理示意图。
[0021] 图5是图2中的红外图像经过图像分割和子图像直方图均衡化之后的示意图。
[0022] 图6是图5中的红外图像经过拼接融合之后的示意图。
[0023] 图7是本发明一个实施例的图像拼接融合的示意图。
[0024]
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合附图详细说明本发明的实施例的红外图像的直方图均衡化方法的具 体步骤。
[0026] 图1为本发明一个实施例的红外图像的直方图均衡化方法的流程示意图，下面结 合附图对该直方图均衡化方法进行详细说明。
[0027] 如图1所示，在步骤10中，可以首先读取红外图像。本发明的实施例中，这里的红 夕卜图像可以是由红外热像仪对目标进行实时成像而获得的实时图像，也可以是由红外热像 仪预先对目标进行红外成像而获得并且存储在存储设备中的红外图像。
[0028] 本发明的一个实施例中，该红外图像可以是经过了非均匀校正、盲元补偿等处理 之后的红外图像。
[0029] 例如，图2显示了本发明一个实施例中的红外图像及其直方图。
[0030] 然后，在步骤12中，可以将该红外图像分割成多个(例如，至少两个)子图像。本发 明的实施例中，这里，分割成的子图像的数量可以根据红外图像的复杂程度而定。
[0031] 本发明的实施例中，对红外图像的分割可以是均匀的、规律的分割，即每个子图像 的大小和/或形状可以是相同的或者符合一定的规律的。本发明的其他的实施例中，对红 外图像的分割也可以是不均匀的分割，即，每个子图像的大小和/或形状可以是不相同的 或者没有规律性的。例如，可以根据红外图像的各个部分的复杂程度不同而分割成大小和 /或形状不同的子图像。
[0032] 例如，一个实施例中，如图3所示，可以将红外图像分割为3X3共9个子图像。每 一个子图像的直方图为％，其中，〇〈i兰3,0〈j兰3。QfData.alUrow/^line/S]。分割 后的子图像的数据域为Data[l，1]、Data[l，2]……Data[3, 3]。
[0033] 例如，获取红外图像数据的高8位值，并将数据存放在P[K]的数组中，其中K为灰 度级，〇 g Κ = 255。Ρ[Κ]为灰度级为Κ的红外图像像素点的个数。
[0034] 然后，在步骤14中，可以对每个子图像进行直方图均衡化处理，直方图均衡化处 理后的子图像本文称之为"直方图均衡化子图像"。
[0035] 直方图均衡化处理即将图像的灰度级从较窄的灰度级范围拉伸到更宽的灰度级 范围，其原理如图4所示。
[0036] 例如，一个实施例中，对于每一个子图像，可以设置拉伸平台：low_in和high_in、 low_out和high_out。将该子图像进行平台直方图均衡化，即将low_in至high_in之间的 值映射到l〇w_out至high_out之间的值。low_in以下与high_in以上的值被剪切掉了， 也就是说，l〇w_in以下的值映射到low_out，high_in以上的值映射到high_out。计算公 式可以为：
【权利要求】
1. 一种红外图像的直方图均衡化方法，其特征在于，包括： 读取红外图像； 将所述红外图像分割成至少两个子图像； 对所述至少两个子图像中的每个子图像进行直方图均衡化处理，获得至少两个直方图 均衡化子图像； 拼接所述至少两个直方图均衡化子图像，获得直方图均衡化了的红外图像。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：并行地对所述至少两个子图像中的至少一 部分子图像进行直方图均衡化处理。
3. 如权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，拼接所述至少两个直方图均衡化子图 像的步骤包括： 获取相邻的两个直方图均衡化子图像，所述相邻的两个直方图均衡化子图像分别为第 一直方图均衡化子图像和第二直方图均衡化子图像； 获得所述第一直方图均衡化子图像和所述第二直方图均衡化子图像的交界线； 计算所述第一直方图均衡化子图像在所述交界线上的点的数据值的均值，获得第一均 值； 计算所述第二直方图均衡化子图像在所述交界线上的点的数据值的均值，获得第二均 值； 计算所述第一均值和所述第二均值的差值； 将所述第二直方图均衡化子图像的点的数据值减去所述差值。
【文档编号】G06T5/50GK104252700SQ201410474758
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】郑兴, 于云飞, 谢佳林, 张安然, 刘子骥, 蒋亚东 申请人:电子科技大学