一种基于图论的红外图像处理方法、系统及存储介质与流程

本发明涉及红外图像配准，尤其涉及一种基于图论的红外图像处理方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、图像的配准是指在不同的图像中找到相同的像素点或特征点之间的对应关系，从而进行图像的对齐、融合和比较等操作。图像配准在计算机视觉、医学影像分析、遥感图像处理等领域具有广泛的应用。通过将不同图像之间的像素点对应起来，可以实现图像的叠加显示、运动目标跟踪、图像变形校正等任务。

2、目前已存在多种图像配准方法，包括基于特征点的配准、基于区域的配准和基于全局的配准等。基于特征点的配准方法通过提取图像中的显著特征点（如角点、边缘等），并通过特征匹配的方式进行对应关系的建立。而基于区域的配准方法则将图像分割为若干个区域，通过对区域的匹配得到整体图像的对应关系。基于全局的配准方法则通过优化图像间的相似性评价函数，得到最佳的图像对应关系。

3、然而，在处理红外图像时存在一个问题，即红外图像不仅包含视觉信息，还包含了温度等热辐射信息。而传统的图像配准方法往往只考虑了图像的视觉信息，忽略了温度信息的利用。这导致在应用现有的配准方法至红外图像时，往往需要额外的复杂冗余的处理步骤，使得配准过程变得复杂且耗时，降低了配准的效率和准确性。因此，如何利用红外图像的温度等热辐射信息进行方便快速地配准，成为人们希望解决的一个问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种基于图论的红外图像处理方法、系统及存储介质，用以实现如何利用红外图像的温度等热辐射信息对红外图像进行方便快速地配准的目的。

2、本发明提供了一种基于图论的红外图像处理方法，包括：

3、获取多个红外图像，并根据每个红外图像中像素值的差异，分别在多个红外图像中选择多个特征点，所述特征点为相邻的像素点的集合；

4、以特征点中每个像素点为节点，以特征点中不同像素点的像素值差异为边的权重，分别为每个特征点建立特征子图模型；

5、比较多个红外图像中的特征子图模型，将多个红外图像中的特征点进行匹配；

6、根据匹配的特征点，配准多个红外图像。

7、进一步的，所述获取多个红外图像，并根据每个红外图像中像素值的差异，分别在多个红外图像中选择多个特征点，包括：

8、获取目标红外图像，并根据所述目标红外图像中的像素值大小统计情况，得到特征选取阈值，其中所述目标红外图像为当前待选择特征点的红外图像；

9、获取像素值上限阈值，并根据所述特征选取阈值与所述像素值上限阈值的大小关系，得到特征范围阈值；

10、根据所述目标红外图像中每个像素点的像素值和所述特征选取阈值的差异，基于所述特征范围阈值，从所述目标红外图像中选择多个特征点。

11、进一步的，所述特征范围阈值通过下式得到：

12、，其中，为所述像素值上限阈值，为所述特征范围阈值，为所述特征选取阈值。

13、进一步的，所述根据所述目标红外图像中每个像素点的像素值和所述特征选取阈值的差异，从所述目标红外图像中选择多个特征点，包括：

14、所述目标红外图像中的特征点通过下式得到：

15、，

16、，

17、，其中，为所述目标红外图像中表示一个特征点的多个像素点的集合，、分别为集合中任意像素点的横坐标及纵坐标，为坐标为的像素点的像素值，、分别为集合内中心像素点的横坐标及纵坐标，为坐标为的像素点到中心像素点的距离。

18、进一步的，特征子图模型中，每个节点对应特征点中的一个像素点，每个边分别连接特征点中相邻的两个像素点，每个边的权重为相邻的两个像素点的像素值的差值。

19、进一步的，特征子图模型中，每个节点具有权重，每个节点的权重为该节点对应的像素点的像素值。

20、进一步的，特征子图模型为有向图，特征子图模型中每个有向边的起始节点的权重大于该有向边的目标节点的权重。

21、进一步的，所述比较多个红外图像中的特征子图模型，将多个红外图像中的特征点进行匹配，包括：

22、获取同一个红外图像中，多个特征点的中心像素点；

23、连接同一个红外图像中，不同特征点对应的特征子图模型，得到该红外图像对应的特征图模型，其中，连接两个特征子图模型的边的两端分别为中心像素点对应的节点，连接两个特征子图模型的边的权重为两个中心像素点的欧式距离；

24、比较两个红外图像对应的两个特征图模型的一致性，得到两个红外图像之间的特征点匹配结果。

25、本发明还提供了一种基于图论的红外图像处理系统，包括：

26、特征点选取模块，用于获取多个红外图像，并根据每个红外图像中像素值的差异，分别在多个红外图像中选择多个特征点，所述特征点为相邻的像素点的集合；

27、特征子图建立模块，用于以特征点中每个像素点为节点，以特征点中不同像素点的像素值差异为边的权重，分别为每个特征点建立特征子图模型；

28、特征点匹配模块，用于比较多个红外图像中的特征子图模型，将多个红外图像中的特征点进行匹配；

29、图像配准模块，用于根据匹配的特征点，配准多个红外图像。

30、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的程序或指令，程序或指令被处理器执行时，能够实现上述任一种实现方式中的基于图论的红外图像处理方法中的步骤。

31、本发明提供一种基于图论的红外图像处理方法、系统及存储介质，其先获取多个红外图像，并根据每个红外图像中像素值的差异，分别在多个红外图像中选择多个特征点，所述特征点为相邻的像素点的集合，然后以特征点中每个像素点为节点，以特征点中不同像素点的像素值差异为边的权重，分别为每个特征点建立特征子图模型，再比较多个红外图像中的特征子图模型，将多个红外图像中的特征点进行匹配，最后根据匹配的特征点，配准多个红外图像。相比于现有技术，本发明的改进主要体现在图像配准过程中特征点的选取和匹配上，选取时通过红外图像像素值的差异选取特征点，并利用像素值的差异建立特征子图模型，基于图论比较特征子图模型实现特征点的匹配，匹配过程更加简便、实现过程通俗易懂，省去了传统图像配准过程中大量的计算过程，最重要的是，本发明是基于像素值的差异，即红外图像包含的热辐射信息进行图像配准，使得配准过程受环境干扰较小，可以更准确地找到图像中的对应关系，同时提高配准的效率。

技术特征：

1.一种基于图论的红外图像处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于图论的红外图像处理方法，其特征在于，获取多个红外图像，并根据每个红外图像中像素值的差异，分别在多个红外图像中选择多个特征点，包括：

3.根据权利要求2所述的基于图论的红外图像处理方法，其特征在于，所述特征范围阈值通过下式得到：

4.根据权利要求3所述的基于图论的红外图像处理方法，其特征在于，根据所述目标红外图像中每个像素点的像素值和所述特征选取阈值的差异，基于所述特征范围阈值，从所述目标红外图像中选择多个特征点，包括：

5.根据权利要求1所述的基于图论的红外图像处理方法，其特征在于，特征子图模型中，每个节点对应特征点中的一个像素点，每个边分别连接特征点中相邻的两个像素点，每个边的权重为相邻的两个像素点的像素值的差值。

6.根据权利要求5所述的基于图论的红外图像处理方法，其特征在于，特征子图模型中，每个节点具有权重，每个节点的权重为该节点对应的像素点的像素值。

7.根据权利要求6所述的基于图论的红外图像处理方法，其特征在于，特征子图模型为有向图，特征子图模型中每个有向边的起始节点的权重大于该有向边的目标节点的权重。

8.根据权利要求1所述的基于图论的红外图像处理方法，其特征在于，比较多个红外图像中的特征子图模型，将多个红外图像中的特征点进行匹配，包括：

9.一种基于图论的红外图像处理系统，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机可读取的程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时，能够实现上述权利要求1-8中任一项所述基于图论的红外图像处理方法中的步骤。

技术总结
本发明涉及红外图像配准技术领域，尤其涉及一种基于图论的红外图像处理方法、系统及存储介质，根据像素值的差异选择多个特征点，以特征点中每个像素点为节点，以像素值差异为边的权重，分别为每个特征点建立特征子图模型，再比较特征子图模型对特征点进行匹配，并配准多个红外图像。相比于现有技术，本发明的改进主要体现在图像配准过程中特征点的选取和匹配上，匹配过程更加简便、实现过程通俗易懂，省去了传统图像配准过程中大量的计算过程，最重要的是，本发明是基于红外图像包含的热辐射信息进行图像配准，使得配准过程受环境干扰较小，可以更准确地找到图像中的对应关系，同时提高配准的效率。

技术研发人员：陈继辉,郭海波,罗瑛
受保护的技术使用者：长沙军顺航博科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16