一种红外焦平面探测器图像增强的方法技术

本发明专利技术公开红外焦平面探测器图像增强的方法，包括：获取红外图像的灰度值数据；统计红外图像中各灰度值对应的数量，形成各灰度值的直方图统计值，存储于第一存储器中；输入平台上限阈值和平台下限阈值，对第一存储器中各灰度值的直方图统计值进行修正，获取各灰度值的修正直方图统计值；将各灰度值的修正直方图统计值存储于第一存储器中；获取各灰度值对应的直方图累计值和所有灰度值的直方图统计值总和；得到灰度映射关系式；生成与红外图像的灰度值对应的均衡化灰度值，存储于第二存储器中，形成灰度映射查询表；对红外图像数据依次进行映射转换，获取增强后的图像数据。提高图像对比度，放大目标细节，抑制背景和噪音对成像的影响。

A method of image enhancement for infrared focal plane detector

Including the method, the invention discloses an infrared focal plane detector: gray image enhancement of IR image data; the corresponding quantity of the gray value statistics in infrared image, the gray value histogram form the value stored in the first memory; the input threshold limit platform and platform of the lower threshold, the first gray histogram statistics the memory value correction, histogram correction to obtain the gray value; the modified histogram in each gray value stored in the first memory; obtain the gray value corresponding to the cumulative histogram value histogram and gray value of the sum of all values; gray mapping relation; gray generation and infrared image the value of equalization of gray value corresponding to stored in the second memory, forming a gray mapping table; the infrared image data in order Row map transformation to obtain the enhanced image data. Improving image contrast, amplifying target details, suppressing the influence of background and noise on imaging.

【技术实现步骤摘要】
一种红外焦平面探测器图像增强的方法
本专利技术涉及红外成像
，更具体地，涉及一种红外焦平面探测器图像增强的方法。
技术介绍
随着红外成像技术的快速发展，红外成像已经被广泛地应用于军事、医学、商业以及日常生活中。但是，在大多应用环境中，由于红外图像受到成像系统本身的限制以及周围环境的干扰，红外焦平面探测器所拍摄的目标与背景的热辐射能力接近，成像后的灰度动态范围小，导致目标模糊不清，甚至被背景噪声掩盖。因此在实际应用中必须对红外图像进行增强处理。常用的图像增强方法是直方图均衡法，首先，统计直方图每个灰度值出现的概率，其次，累积归一化的直方图，最后，计算新的像素值。通过使用累积函数对灰度值进行“调整”以实现对比度的增强，将图像中灰度概率密度较大灰度值扩展到附近的灰度概率密度小的灰度值上，以改变图像中灰度概率分布，使其均匀化。直方图均衡法能够有效地提高图像对比度和扩大灰度的动态范围。然而，由于该算法在统计概率分布时对处理的数据不加选择，可能会增加背景和噪声的对比度并且降低目标信号的对比度，使得变换后图像的灰度值减少，导致某些细节消失，致使最终显示的图像不清楚。因此，提供一种红外焦平面探测器图像增强的方法，提高图像对比度，放大目标细节，抑制背景和噪音对成像的影响，从而大大提高红外图像的可观测性，是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种红外焦平面探测器图像增强的方法，提高图像对比度，放大目标细节，抑制背景和噪音对成像的影响，从而大大提高红外图像的可观测性。为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种红外焦平面探测器图像增强的方法，包括：输入红外图像，获取所述红外图像的灰度值数据；统计所述红外图像中各灰度值对应的数量，形成各灰度值的直方图统计值，将各灰度值的所述直方图统计值存储于第一存储器中；输入平台上限阈值和平台下限阈值，对所述第一存储器中各灰度值的所述直方图统计值进行修正，获取各灰度值的修正直方图统计值，其中，所述平台上限阈值大于所述平台下限阈值；将各灰度值的所述修正直方图统计值存储于所述第一存储器中，替换所述第一存储器中各灰度值的所述直方图统计值；依次读取所述第一存储器中各灰度值的所述修正直方图统计值，并对读取的所述修正直方图统计值进行累加，获取各灰度值对应的直方图累计值和所有灰度值的直方图统计值总和；根据各灰度值对应的所述直方图累计值和所述直方图统计值总和的数据，得到灰度映射关系式；将所述红外图像的灰度值代入所述灰度映射关系式中，生成与所述红外图像的灰度值对应的均衡化灰度值，将所述均衡化灰度值存储于第二存储器中，形成灰度映射查询表；通过所述第二存储器中的灰度映射查询表，对所述红外图像数据依次进行映射转换，获取增强后的图像数据，清空所述第一存储器中的数据。进一步地，还包括：通过视频生成设备，输出画面增强后的红外图像，清空所述第二存储器中的数据。进一步地，统计所述红外图像中各灰度值对应的数量，形成各灰度值的直方图统计值，将各灰度值的所述直方图统计值存储于第一存储器中；为：统计所述红外图像中各灰度值对应的数量，形成各灰度值的直方图统计值，将各灰度值的所述直方图统计值存储于第一存储器中；所述第一存储器，包括：地址位和数据位，所述地址位和所述数据位一一对应，所述地址位代表不同的灰度值，各所述灰度值的所述直方图统计值，依此存储于与所述地址位对应的所述数据位中。进一步地，对所述第一存储器中各灰度值的所述直方图统计值进行修正，为：当灰度值的所述直方图统计值大于所述平台上限阈值时，该灰度值的所述修正直方图统计值为，所述平台上限阈值减去所述平台下限阈值；当灰度值的所述直方图统计值小于所述平台上限阈值且大于所述平台下限阈值时，该灰度值的所述修正直方图统计值为，该灰度值的所述直方图统计值减去所述平台下限阈值；当灰度值的所述直方图统计值小于所述平台下限阈值时，该灰度值的所述修正直方图统计值为0。进一步地，将各灰度值的所述修正直方图统计值存储于所述第一存储器中，替换所述第一存储器中各灰度值的所述直方图统计值；为:将各灰度值的所述修正直方图统计值，存储于所述第一存储器中与各灰度值对应的数据位中，替换所述第一存储器中各灰度值的所述直方图统计值。进一步地，根据各灰度值对应的所述直方图累计值和所述直方图统计值总和的数据，得到灰度映射关系式；为:根据各灰度值对应的所述直方图累计值与所述直方图统计值总和的比值，获取各灰度值的累积概率分布函数；通过各灰度值的所述累积概率分布函数对图像灰度值重新匹配，得到灰度映射关系式。进一步地，将所述红外图像的灰度值代入所述灰度映射关系式中，生成与所述红外图像的灰度值对应的均衡化灰度值，将所述均衡化灰度值存储于第二存储器中，形成灰度映射查询表；为：将所述红外图像的灰度值代入所述灰度映射关系式中，生成与所述红外图像的灰度值对应的均衡化灰度值，将所述均衡化灰度值存储于第二存储器中，所述第二存储器，包括：地址位和数据位，所述地址位和所述数据位一一对应，所述地址位代表图像的各灰度值，所述均衡化灰度值存储于与所述地址位对应的所述数据位中，形成灰度映射查询表。与现有技术相比，本专利技术的红外焦平面探测器图像增强的方法，实现了如下的有益效果：(1)本专利技术所述红外焦平面探测器图像增强的方法，通过外部串口向FPGA红外图像增强系统输入平台上限阈值和平台下限阈值，对直方图统计值进行修正，并且可根据实际的成像环境随时调整输入的平台上限阈值和平台下限阈值，从而实现对背景和噪声的适当抑制，对图像目标细节的适度放大，提高红外图像的可观测性。(2)本专利技术所述红外焦平面探测器图像增强的方法，在对直方图统计值进行修正时，清除直方图统计值小于平台下限阈值的所有灰度值数据，从而避免了直方图中对无效统计值的计算，减小了图像数据占用的内存空间，同时提高了红外图像增强的运算速度。(3)本专利技术所述红外焦平面探测器图像增强的方法，调用两个存储器对图像数据进行缓存，第一存储器中通过以灰度值作为地址位对相应的直方图统计值进行记录并修正，第二存储器中通过以灰度值作为地址位对相应的均衡化灰度值进行记录，实现对红外图像的增强化处理，大大降低了硬件编程的复杂度及系统占用的内存空间。当然，实施本专利技术的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1为本专利技术实施例1所示红外焦平面探测器图像增强的方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例2所示红外焦平面探测器图像增强的方法的流程示意图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外焦平面探测器图像增强的方法，其特征在于，包括：输入红外图像，获取所述红外图像的灰度值数据；统计所述红外图像中各灰度值对应的数量，形成各灰度值的直方图统计值，将各灰度值的所述直方图统计值存储于第一存储器中；输入平台上限阈值和平台下限阈值，对所述第一存储器中各灰度值的所述直方图统计值进行修正，获取各灰度值的修正直方图统计值，其中，所述平台上限阈值大于所述平台下限阈值；将各灰度值的所述修正直方图统计值存储于所述第一存储器中，替换所述第一存储器中各灰度值的所述直方图统计值；依次读取所述第一存储器中各灰度值的所述修正直方图统计值，并对读取的所述修正直方图统计值进行累加，获取各灰度值对应的直方图累计值和所有灰度值的直方图统计值总和；根据各灰度值对应的所述直方图累计值和所述直方图统计值总和的数据，得到灰度映射关系式；将所述红外图像的灰度值代入所述灰度映射关系式中，生成与所述红外图像的灰度值对应的均衡化灰度值，将所述均衡化灰度值存储于第二存储器中，形成灰度映射查询表；通过所述第二存储器中的灰度映射查询表，对所述红外图像数据依次进行映射转换，获取增强后的图像数据，清空所述第一存储器中的数据。

【技术特征摘要】
1.一种红外焦平面探测器图像增强的方法，其特征在于，包括：输入红外图像，获取所述红外图像的灰度值数据；统计所述红外图像中各灰度值对应的数量，形成各灰度值的直方图统计值，将各灰度值的所述直方图统计值存储于第一存储器中；输入平台上限阈值和平台下限阈值，对所述第一存储器中各灰度值的所述直方图统计值进行修正，获取各灰度值的修正直方图统计值，其中，所述平台上限阈值大于所述平台下限阈值；将各灰度值的所述修正直方图统计值存储于所述第一存储器中，替换所述第一存储器中各灰度值的所述直方图统计值；依次读取所述第一存储器中各灰度值的所述修正直方图统计值，并对读取的所述修正直方图统计值进行累加，获取各灰度值对应的直方图累计值和所有灰度值的直方图统计值总和；根据各灰度值对应的所述直方图累计值和所述直方图统计值总和的数据，得到灰度映射关系式；将所述红外图像的灰度值代入所述灰度映射关系式中，生成与所述红外图像的灰度值对应的均衡化灰度值，将所述均衡化灰度值存储于第二存储器中，形成灰度映射查询表；通过所述第二存储器中的灰度映射查询表，对所述红外图像数据依次进行映射转换，获取增强后的图像数据，清空所述第一存储器中的数据。2.根据权利要求1所述的红外焦平面探测器图像增强的方法，其特征在于，还包括：通过视频生成设备，输出画面增强后的红外图像，清空所述第二存储器中的数据。3.根据权利要求1所述的红外焦平面探测器图像增强的方法，其特征在于，统计所述红外图像中各灰度值对应的数量，形成各灰度值的直方图统计值，将各灰度值的所述直方图统计值存储于第一存储器中；进一步为：统计所述红外图像中各灰度值对应的数量，形成各灰度值的直方图统计值，将各灰度值的所述直方图统计值存储于第一存储器中；所述第一存储器，包括：地址位和数据位，所述地址位和所述数据位一一对应，所述地址位代表不同的灰度值，各所述灰度值的所述直方图统计值，依此存储于与所述地址位对应的所述数据位中。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫宸，高昆，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11