一种天基可见光相机降噪方法

本发明属于降噪方法，具体涉及一种天基可见光相机降噪方法。

背景技术：

1、天基可见光相机拍摄的空间目标图像受到成像系统本身的条件限制和观测环境的影响，存在着图像背景强弱不均，噪声、杂光组成复杂，目标形态多样等情况。天基图像降噪技术的研究主要是为空间目标的提取提供保障，在目标检测前通过对图像进行处理，达到抑制或消除背景非均匀性噪声的目的。

2、图像噪声的抑制或消除方法可分为变换域法和空间域法两大类。其中，变换域法是指在图像的变换域上对噪声进行消除，然后再进行反变换以此来达到图像去噪的目的；空间域法是指直接在原图像上进行运算，利用像素点邻域的像素灰度值对该像素点进行相关的运算处理。

3、然而，在星图中，空间目标成像大小、形状、灰度值都与噪声高度相似，图像背景在杂光影响下强弱分布不均匀。上述这些因素导致现有的图像去噪方法在天基星图的去噪处理中往往效果不佳，易造成目标信息的丢失或产生虚假的目标。如何抑制或消除星图中的复杂背景干扰，同时保留空间目标信息，对图像处理技术提出了新的要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中的图像噪声的抑制或消除方法在天基星图的去噪处理中往往效果不佳，易造成目标信息的丢失或产生虚假的目标的问题。

2、本发明实现上述目的采取的技术方案如下。

3、本发明提供一种天基可见光相机降噪方法，步骤如下：

4、步骤一、对含有噪声的图像进行均值滤波，曲波变换，得到源图像y的图像数据；

5、步骤二、对含有噪声的图像进行曲波变换，曲波变换降噪，得到源图像x的图像数据；

6、步骤三、对得到的源图像y的图像数据和源图像x的图像数据采用加权平均法处理，得到合成图像z的图像数据；

7、步骤四、对得到的合成图像z的图像数据进行曲波逆变换，得到去噪后的图像。

8、进一步的，所述曲波变换的处理过程为：将含有噪声的图像分解成不同尺度的子带，并通过plancherel运算得到每个子带所对应的曲波变换系数。

9、进一步的，所述曲率变换降噪的处理过程为：用硬阈值法对得到的曲波变换系数进行处理；

10、所述硬阈值法的公式为：

11、

12、式(1)中，c(i,h)为尺度i和方向h上的曲波变换系数，c0(i,h)为硬阈值法处理后的尺度i和方向h上的曲波变换系数，ti为不同尺度所对应的阈值，ti的表达式为：

13、ti＝ki.σ.σi  (2)

14、式(2)中，σ为噪声标准差，σi为子带变换后所对应的噪声标准差，ki为每个子带所对应的自适应常数。

15、进一步的，所述均值滤波的公式为：

16、g(x,y)＝w(i,j)*f(x,y)   (3)

17、式(3)中，f(x,y)为含有噪声的图像的数据，g(x,y)为去除噪声的图像的数据，w(i,j)为滤波模板，所述w(i,j)的公式为：

18、

19、式(4)中，m为图像的行值，n为图像的列值。

20、进一步的，步骤三中，加权平均法的公式为：

21、c(z,p)＝kc(x,p)+(1-k)c(y,p)   (5)

22、式(5)中，c(z,p)为合成图像c的图像数据，c(x,p)为源图像x的图像数据，c(y,p)为源图像y的图像数据，k为加权系数，取值范围符合k∈[0,1]。

23、进一步的，所述k的表达式为：

24、

25、式中，mx,my代表图像的行的起始像素点的位置，nx,ny代表图像的行的结束像素点的位置，i(x,y)代表在坐标(x,y)时该像素值的灰度，n代表图像的灰度级，a∈[0,1]。

26、更进一步的，a属于[0.24～0.47]或[0.65～0.72]。

27、本发明的原理为：在天基星图中，由于图像的基本信息主要由低灰度值像素体现，目标的边缘和细节信息主要由高灰度值像素体现，因此本发明采用不同方法来处理图像中的背景和目标信息。再采用加权平均法平滑去噪并有效消除截断伪影，得到高质量图像。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

29、本发明提供的天基可见光相机降噪方法，首先对含有噪声的图像分别进行均值滤波以及曲波变换滤波，然后将得到的两个滤波结果进行加权平均合成新图像，最后经曲波逆变换生成去噪后的图像。

30、本发明提供的天基可见光相机降噪方法，对天基星图存在的背景强弱不均，噪声、杂光组成复杂等问题，具有较好的抑制性能，同时能良好保持目标形态多样性，能够很好地保持原始图像的细节等信息，可以明显提升图像质量。

技术特征：

1.一种天基可见光相机降噪方法，其特征在于，步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种天基可见光相机降噪方法，其特征在于，所述曲波变换的处理过程为：将含有噪声的图像分解成不同尺度的子带，并通过plancherel运算得到每个子带所对应的曲波变换系数。

3.根据权利要求1所述的一种天基可见光相机降噪方法，其特征在于，所述曲率变换降噪的处理过程为：用硬阈值法对所得到的曲波变换系数进行处理：

4.根据权利要求1所述的一种天基可见光相机降噪方法，其特征在于，所述均值滤波的公式为：

5.根据权利要求1所述的一种天基可见光相机降噪方法，其特征在于，步骤三中，加权平均法的公式为：

6.根据权利要求5所述的一种天基可见光相机降噪方法，其特征在于，所述k的表达式为：

7.根据权利要求6所述的一种天基可见光相机降噪方法，其特征在于，a属于[0.24～0.47]或[0.65～0.72]。

技术总结
本发明涉及一种天基可见光相机降噪方法，属于降噪方法技术领域。解决了现有技术中的图像噪声的抑制或消除方法在天基星图的去噪处理中往往效果不佳，易造成目标信息的丢失或产生虚假的目标的问题。本发明的天基可见光相机降噪方法，首先对含有噪声的图像分别进行均值滤波以及曲波变换滤波，然后将得到的两个滤波结果进行加权平均合成新图像，最后经曲波逆变换生成去噪后的图像。该降噪方法，对天基星图存在的背景强弱不均，噪声、杂光组成复杂等问题，具有较好的抑制性能，同时能良好保持目标形态多样性，能够很好地保持原始图像的细节等信息，可以明显提升图像质量。

技术研发人员：马泽龙
受保护的技术使用者：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15