專利名稱：基于自適應(yīng)雙平臺(tái)的紅外圖像增強(qiáng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種基于自適應(yīng)雙平臺(tái)的紅外圖像增強(qiáng)方法。
背景技術(shù)：
紅外圖像是場(chǎng)景熱輻射分布的成像，由于場(chǎng)景中的目標(biāo)與背景之間的溫差相對(duì)比較小，紅外圖像最顯著特點(diǎn)就是“高背景低反差”，其信噪比也較可見光圖像低。因此為了能夠從紅外圖像中正確地識(shí)別出目標(biāo)，提高其信噪比，必須對(duì)紅外圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理。直方圖均衡化是根據(jù)圖像的灰度分布信息進(jìn)行灰度調(diào)整，以達(dá)到圖像增強(qiáng)的效果，但該方法會(huì)過度放大占有較多像素的背景和噪聲，占有像素?cái)?shù)較少的目標(biāo)和細(xì)節(jié)由于被抑制而變得模糊甚至丟失。當(dāng)圖像灰度級(jí)數(shù)較少，且分布集中在低灰度值區(qū)域、存在大量像素灰度接近于零時(shí)，其均衡結(jié)果容易出現(xiàn)“過亮”現(xiàn)象。因此，直方圖均衡化并不能夠很好的增強(qiáng)紅外圖像，有時(shí)甚至?xí)档蛨D像的對(duì)比度；基于平臺(tái)直方圖的紅外圖像增強(qiáng)算法通過對(duì)統(tǒng)計(jì)直方圖設(shè)置上限平臺(tái)閾值，對(duì)圖像中占有大量像素的背景進(jìn)行適度的抑制，但是平臺(tái)值確定比較困難；雙平臺(tái)直方圖均衡算法通過選擇兩個(gè)合適的平臺(tái)閾值T1和T2(其中T1 > T2)，分別作為上限平臺(tái)和下限平臺(tái)，對(duì)圖像的統(tǒng)計(jì)直方圖進(jìn)行修改，然而這種雙平臺(tái)直方圖均衡算法中的平臺(tái)閾值的選取很困難，其次背景抑制效果沒有達(dá)到最佳，只對(duì)背景或噪聲中大于平臺(tái)閾值T1的灰度進(jìn)行了抑制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于自適應(yīng)雙平臺(tái)的紅外圖像增強(qiáng)方法，以解決現(xiàn)有方法中平臺(tái)閾值選取困難，背景、噪聲抑制效果不佳的問題。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于自適應(yīng)雙平臺(tái)的紅外圖像增強(qiáng)方法步驟如下(I)通過直方圖峰值統(tǒng)計(jì)法得到雙平臺(tái)中的下限閾值tl ；(2)通過對(duì)目標(biāo)區(qū)域峰值的鄰域灰度級(jí)進(jìn)行局部最大值估計(jì)得到上限閾值t2 ；(3)對(duì)直方圖灰度進(jìn)行等間距均衡處理，把灰度等級(jí)在整個(gè)顯示范圍內(nèi)等間距排列，從而獲得灰度連續(xù)的紅外圖像。進(jìn)ー步的，所述步驟(I)中直方圖峰值統(tǒng)計(jì)法為首先尋找圖像在直方圖上的最低灰度級(jí)min ;其次,將i遍歷所有大于min的灰度級(jí),斜率·s~(0 =ヒ處' hls<jmn)，i e [min,
max]，將i遍歷所有大于min的灰度級(jí),則斜率最大者對(duì)應(yīng)的灰度級(jí)為背景峰值所對(duì)應(yīng)的灰度級(jí)Btl,式中his (i)和his (min)分別為灰度級(jí)i和min對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)；目標(biāo)區(qū)域下限閾值h = Bjn，其中η為0-10之間的隨機(jī)整數(shù)，η為可調(diào)整參數(shù)。進(jìn)ー步的,所述步驟(2)中局部最大值估計(jì)法的步驟如下(a)由最高灰度級(jí)H向低灰度級(jí)遍歷求得目標(biāo)峰值點(diǎn)，大致確定目標(biāo)區(qū)域所包括的灰度級(jí)范圍；(b)在目標(biāo)區(qū)域灰度級(jí)范圍內(nèi)任意采集I個(gè)點(diǎn)；(C)計(jì)算以該點(diǎn)為中心的十字形窗ロ，其中十字形窗ロ的縱向和橫向的長(zhǎng)度為k，內(nèi)灰度值的中值/(O (k=3,5,7,9···)；⑷重復(fù)(b)(c)步驟
k次，得到k個(gè)中值；(e)對(duì)得到的k個(gè)中值進(jìn)行排序，得到最大值Mmax就是我們所要求取的上限閾值t2。進(jìn)ー步的，所述步驟(3)在分段線性變換處理的基礎(chǔ)上再進(jìn)行灰度間距的均衡處理，具體步驟為1)對(duì)處理后的有效灰度級(jí)數(shù)目Le進(jìn)行統(tǒng)計(jì)
權(quán)利要求
1.一種基于自適應(yīng)雙平臺(tái)的紅外圖像增強(qiáng)方法，其特征在于，該方法的步驟如下 (1)通過直方圖峰值統(tǒng)計(jì)法得到雙平臺(tái)中的下限閾值tl； (2)通過對(duì)目標(biāo)區(qū)域峰值的鄰域灰度級(jí)進(jìn)行局部最大值估計(jì)得到上限閾值t2； (3)對(duì)直方圖灰度進(jìn)行等間距均衡處理，把灰度等級(jí)在整個(gè)顯示范圍內(nèi)等間距排列，從而獲得灰度連續(xù)的紅外圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)中直方圖峰值統(tǒng)計(jì)法為首先尋■找圖像在直方圖上的最低灰度級(jí)min ;其次,將i遍歷所有大于min的灰度級(jí),斜率
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中局部最大值估計(jì)法的步驟如下(a)由最高灰度級(jí)H向低灰度級(jí)遍歷求得目標(biāo)峰值點(diǎn)，大致確定目標(biāo)區(qū)域所包括的灰度級(jí)范圍；(b)在目標(biāo)區(qū)域灰度級(jí)范圍內(nèi)任意采集I個(gè)點(diǎn)；(c)計(jì)算以該點(diǎn)為中心的十字形窗ロ，其中十字形窗ロ的縱向和橫向的長(zhǎng)度為k，內(nèi)灰度值的中值
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)在分段線性變換處理的基礎(chǔ)上再進(jìn)行灰度間距的均衡處理，具體步驟為1)對(duì)處理后的有效灰度級(jí)數(shù)目Le進(jìn)行統(tǒng)計(jì)
全文摘要
本發(fā)明涉及基于自適應(yīng)雙平臺(tái)的紅外圖像增強(qiáng)方法，該方法首先通過直方圖峰值統(tǒng)計(jì)方法得到雙平臺(tái)中的下限閾值t1，它代表圖像背景與目標(biāo)區(qū)域的分界點(diǎn)；然后通過對(duì)目標(biāo)區(qū)域峰值的鄰域灰度級(jí)進(jìn)行局部最大值估計(jì)法獲得上限閾值t2，它代表目標(biāo)區(qū)域和過渡區(qū)域的分界點(diǎn)；最后對(duì)直方圖灰度進(jìn)行等間距均衡處理，把灰度等級(jí)在整個(gè)顯示范圍內(nèi)等間距排列，從而獲得灰度連續(xù)的紅外圖像；本方法通過自適應(yīng)的選擇平臺(tái)閾值，從整體和局部?jī)蓚€(gè)方面考慮了紅外圖像及其直方圖特性，不但可以整體分段調(diào)配灰度范圍，改善圖像適用性，并且能夠根據(jù)局部各段特點(diǎn)做直方圖自適應(yīng)修正，突出細(xì)節(jié)，能夠?qū)υ技t外圖像有較為明顯的增強(qiáng)效果。
文檔編號(hào)G06T5/40GK102693531SQ201210007479
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者孫士保, 張曉玲, 李春愛, 楊春蕾, 趙旭輝 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)