一种可应对高动态范围红外图像的数字细节增强实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光电成像技术领域，具体涉及一种可应对高动态范围红外图像的数字 细节增强实现方法。
【背景技术】
[0002] 随着红外探测器技术的不断发展，红外成像器越来越广泛地应用于诸多领域。红 外图像表征场景的红外辐射分布，主要取决于景物的发射率和温度分布，其灰度波动来源 于场景辐射中各部分的辐射变化。
[0003] 通常红外探测器输出的模拟信号通常采样为14bit精度的数字信号，理论上可表 征16384个灰度等级。在普通场景下，由于场景中景物的红外辐射相差不大和探测器灵敏 度的限制，一般探测器响应输出的灰度范围只占据16384个灰度等级中的很小的一段，这 种场景下，应用传统的线性拉伸方法就能得到很好的图像效果。
[0004] 但是现实中经常还会遇到另一种场景：高动态范围场景。比如海天、天地场景、海 面亮带，或者在普通场景中加入高温或低温物体等。这些场景的共同的特点是灰阶分布范 围广，在其灰阶分布范围内有大量无效灰阶存在。具有这种特点的场景称之为高动态范围 场景。传统的线性处理方法处理这类场景下的红外图像会丢失大量细节，甚至有可能处理 后的图像对比度过于剧烈，不适合人眼观察，难以满足使用需求，因此需要一种可应对高动 态范围场景的红外图像处理技术。
【发明内容】
[0005] 本发明需要解决的技术问题为：现有技术中的数字细节增强方法存在过冲、伪细 节和细节增强不明显的缺陷，不能满足高动态范围红外图像数字细节增强的技术要求。
[0006] 本发明的技术方案如下所述：
[0007] -种可应对高动态范围红外图像的数字细节增强实现方法，包括以下步骤：步骤 1.利用向导滤波器对红外图像进行基频和细节的分离；步骤2.采用自适应平台直方图均 衡化对基频图像进行对比度调整；步骤3.合成最终输出图像。
[0008] 作为优选方案：
[0009] 步骤1中，采用下式进行向导滤波：
【主权项】
1. 一种可应对高动态范围红外图像的数字细节增强实现方法，其特征在于：包括以下 步骤： 步骤1.利用向导滤波器对红外图像进行基频和细节的分离； 步骤2.采用自适应平台直方图均衡化对基频图像进行对比度调整； 步骤3.合成最终输出图像。
2. 根据权利要求1所述的一种可应对高动态范围红外图像的数字细节增强实现方法， 其特征在于： 步骤1中，采用下式进行向导滤波：
式中， Pi为向导图像中点i的像素值； 1为输出图像中点i的像素值；wk为一个窗口； w|为窗口wk内像素的个数； k为wk窗口中每个像素点； i为wk窗口中正在处理的像素点； W为向导图像在窗口wk内的方差； 冗为向导图像在窗口wk内的均值；e为平滑系数； 采用下式分离细节图像：
^为细节图像中点i的像素值。
3. 根据权利要求2所述的一种可应对高动态范围红外图像的数字细节增强实现方法， 其特征在于： 设输入图像为Q，分辨率为WXH，步骤2包括以下步骤： 步骤2. 1.统计整幅图像的灰度直方图； 步骤2. 2.分析直方图，根据下式确定平台阈值T:
式中，Nvalid为整个灰度直方图中的有效灰阶数量； 步骤2. 3.根据下式生成目标直方图QT(k):
式中，Q(k)为原图像的直方图，T为平台阈值，0彡k彡255 ; 步骤2. 4.根据下式生成映射表DT :
式中，0彡k彡255,floor( ?)表示向下取整； 步骤2. 5.通过查映射表DT得到对比度调整后的图像B。
4. 根据权利要求3所述的一种可应对高动态范围红外图像的数字细节增强实现方法， 其特征在于： 步骤3中，根据下式合成最终输出图像： Qdde=B+a*I; 式中， Qdde是最终输出图像； B为基频图像； I为细节图像；a为调节系数矩阵。
5. 根据权利要求4所述的一种可应对高动态范围红外图像的数字细节增强实现方法， 其特征在于： 步骤3中，
6. 根据权利要求5所述的一种可应对高动态范围红外图像的数字细节增强实现方法， 其特征在于： 步骤1中，窗口wk大小为5*5,平滑系数e=3000 ; 步骤2中，平台阈值T=103 ; 步骤 3 中，1\=4,T2=20。
【专利摘要】本发明属于光电成像技术领域，具体涉及一种可应对高动态范围红外图像的数字细节增强实现方法。本发明的方法包括以下步骤：步骤1.利用向导滤波器对红外图像进行基频和细节的分离；步骤2.采用自适应平台直方图均衡化对基频图像进行对比度调整；步骤3.合成最终输出图像。本发明解决了现有技术过冲、伪细节和细节增强不明显的技术问题；能够增强场景中目标的细微结构，有效提高对小目标的探测识别能力，增强对图像内容和关键信息的理解。
【IPC分类】G06T5-40, G06T5-50
【公开号】CN104574330
【申请号】CN201310488375
【发明人】金炎胜, 杨贺, 程达, 霍晓江
【申请人】中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月18日