一种红外图像增强的方法与流程

本发明属于图像处理，具体为一种红外图像增强的方法。

背景技术：

1、红外图像灰度分布集中，不具备良好的亮度和对比度，细节不够突出；传统的直方图均衡的方法在红外图像增强中应用广泛，其中各灰度级的出现概率实际上是一种权重，权重越大的灰度级增强效果越好，它们通过增强概率高的灰度级来提高图像的整体对比度。然而，在军事侦查、安全监控等领域中，目标通常距离远、在图像中所占像素数少，导致目标相关灰度级的出现概率低于背景相关灰度级的概率，此时基于传统的概率直方图的方法，出现背景过增强、目标欠增强，图像过亮或者图像过暗。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种红外图像增强的方法，以解决背景技术中提出的现有技术中，使用传统的直方图均衡的方法导致背景过增强、目标欠增强，增强后的图像过亮或者过暗的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种红外图像增强的方法，包括以下步骤：

4、步骤s1，原始红外图像输入；原始红外图像分辨率为x*y；其中，x是图像的单行像素点个数，y是图像的行数，x和y都为正整数；

5、步骤s2，计算原始红外图像有效最小灰度值、有效最大灰度值、像素点平均值；

6、步骤s3，对原始红外图像的统计直方图做滤波处理；

7、步骤s4，根据步骤s2中的计算，统计有效最小灰度值和像素点平均值之间的有效灰度级个数、统计像素点平均值和有效最大灰度值之间的有效灰度级个数，并使用灰度级个数计算得到权重阈值；

8、步骤s5，对滤波处理后的统计直方图权重进行重新运算，得到新统计直方图；

9、步骤s6，对新统计直方图进行运算，得到累计直方图映射表，利用映射表对原始红外图像进行灰度映射，即得到增强的红外图像。

10、根据上述技术方案，步骤s2中，原始红外图像的有效最小灰度值通过下式计算：

11、

12、式中，即为原始红外图像有效最小灰度值；为原始红外图像的概率统计，是图像的单行像素点个数，是图像的行数，为权重参数。

13、根据上述技术方案，步骤s2中，原始红外图像有效最大灰度值通过下式计算：

14、

15、式中，即为原始红外图像有效最大灰度值；为原始红外图像的概率统计，是图像的单行像素点个数，是图像的行数，为权重参数。

16、根据上述技术方案，步骤s2中，原始红外图像的像素点平均值通过下式计算：

17、

18、式中，是图像的单行像素点个数，是图像的行数，为原始红外图像的像素值，为原始红外图像的坐标。

19、根据上述技术方案，步骤s3中，原始红外图像的统计直方图通过均值滤波法完成滤波处理。

20、根据上述技术方案，步骤s4中，统计有效最小灰度值和像素点平均值之间的有效灰度级个数通过下式进行计算：

21、

22、式中，为有效最小灰度值和像素点平均值之间的有效灰度级个数，为原始红外图像有效最小灰度值，为原始红外图像像素点平均值，为均值滤波后的统计直方图。

23、根据上述技术方案，步骤s4中，统计像素点平均值和有效最大灰度值之间的有效灰度级个数通过下式进行计算：

24、

25、式中，为像素点平均值和有效最大灰度值之间的有效灰度级个数，为原始红外图像有效最大灰度值，为原始红外图像像素点平均值，为均值滤波后的统计直方图。

26、根据上述技术方案，步骤s4中，权重阈值通过下式进行计算：

27、

28、式中，为有效最小灰度值和像素点平均值之间的有效灰度级个数，为像素点平均值和有效最大灰度值之间的有效灰度级个数，为原始红外图像有效最小灰度值，为原始红外图像像素点平均值，为原始红外图像有效最大灰度值。

29、根据上述技术方案，步骤s5中，对滤波处理后的统计直方图权重进行重新运算具体为：

30、

31、式中，为均值滤波后的统计直方图，为的权重阈值，为权重步进总长度，为权重步进的每一步值，的步进值范围为，为灰度值对应的统计直方图权重，为红外图像的灰度级数，当条件成立，；否则保持值不变。

32、根据上述技术方案，步骤s6中，对新统计直方图进行运算，得到累计直方图映射表通过下式计算：

33、

34、式中，为新统计直方图，为灰度级对应的累计直方图，为灰度级对应的累计直方图，为原始红外图像有效最小灰度值；

35、步骤s6中，利用映射表对原始红外图像进行灰度映射通过下式计算：

36、

37、式中，为累计直方图，为增强的红外图。

38、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

39、本发明通过原始红外直方图切割成两部分，通过两部分的有效灰度级获取权重阈值，使用权重阈值和权重调节函数进行红外直方图重新运算，抑制背景过增强、目标欠增强；调节增强后的图像出现过亮或者过暗情况。

技术特征：

1.一种红外图像增强的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种红外图像增强的方法，其特征在于：步骤s2中，原始红外图像的有效最小灰度值通过下式计算：

3.根据权利要求1所述的一种红外图像增强的方法，其特征在于：步骤s2中，原始红外图像有效最大灰度值通过下式计算：

4.根据权利要求1所述的一种红外图像增强的方法，其特征在于：步骤s2中，原始红外图像的像素点平均值通过下式计算：

5.根据权利要求1所述的一种红外图像增强的方法，其特征在于：步骤s3中，原始红外图像的统计直方图通过均值滤波法完成滤波处理。

6.根据权利要求1所述的一种红外图像增强的方法，其特征在于：步骤s4中，统计有效最小灰度值和像素点平均值之间的有效灰度级个数通过下式进行计算：

7.根据权利要求1所述的一种红外图像增强的方法，其特征在于：步骤s4中，统计像素点平均值和有效最大灰度值之间的有效灰度级个数通过下式进行计算：

8.根据权利要求1所述的一种红外图像增强的方法，其特征在于:步骤s4中，权重阈值通过下式进行计算：

9.根据权利要求1所述的一种红外图像增强的方法，其特征在于：步骤s5中，对滤波处理后的统计直方图权重进行重新运算具体为：

10.根据权利要求1所述的一种红外图像增强的方法，其特征在于：步骤s6中，对新统计直方图进行运算，得到累计直方图映射表通过下式计算：

技术总结
本发明公开了一种红外图像增强的方法，包括以下步骤：步骤S1，假设原始红外图像分辨率为X*Y；步骤S2，计算原始红外图像有效最小灰度值、有效最大灰度值、像素点平均值；步骤S3，原始红外图像的统计直方图做滤波处理；步骤S4，统计有效最小灰度值和像素点平均值之间的有效灰度级个数、统计像素点平均值和有效最大灰度值之间的有效灰度级个数，步骤S5，对统计直方图权重进行重新运算，步骤S6，对新统计直方图进行运算，得到累计直方图映射表。本发明通过使用权重阈值和权重调节函数进行红外直方图重新运算，抑制背景过增强、目标欠增强；调节增强后的图像出现过亮或者过暗情况。

技术研发人员：董君
受保护的技术使用者：成都智明达电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16