一种红外图像列向条纹消除方法、系统及计算机存储介质技术方案

本发明专利技术涉及图像处理领域，具体涉及一种红外图像列向条纹消除方法、系统及计算机存储介质，其方法包括，将带有列条纹的原始噪声图像进行方向滤波，得到列向滤波图像和行向滤波图像，并将列向滤波图像和行向滤波图像作差值运算，得到行列滤波差值图像；在行列滤波差值图像中进行局部方差计算，剔除行列滤波差值图像中的干扰像素，并对行列滤波差值图像中的剩余像素进行列向累加求平均计算，得到每一列的条纹噪声校正项；利用原始噪声图像中的每一个像素减去该像素对应的列的条纹噪声校正项，得到校正图像。本发明专利技术可以有效地提高图像的信噪比，并且在处理过程中不会形成伪噪声或者引入其他噪声，同时可以有效保证算法的实时性。

A method, system and computer storage medium for eliminating the row fringe of infrared image

【技术实现步骤摘要】
一种红外图像列向条纹消除方法、系统及计算机存储介质
本专利技术涉及图像处理领域，具体涉及一种红外图像列向条纹消除方法、系统及计算机存储介质。
技术介绍
红外车辆辅助驾驶系统可以通过显示屏为驾驶员提供车辆前方景物的红外图像。红外车辆辅助驾驶系统常用于可见光成像条件不佳环境提供红外图像场景，随着红外技术的快速发展，红外探测器成本的不断降低，驾驶安全越来越受到重视，红外车辆辅助驾驶系统从军车专用逐渐变为军民用共享的技术了。由于非制冷红外读出电路不同列像元对应着不同的通道，而通道之间的偏置电压和噪声情况都不尽相同，导致输出红外图像存在不同程度的延列方向伸展的条纹状噪声，也就是通常所说的“竖纹”噪声现象。以上噪声的出现在红外车辆辅助驾驶系统所显示的红外图像中可能会影响驾驶员判断，甚至导致严重交通事故。现在有的解决方案之一是一种利用双边滤波器估计读出电路偏置电压从而消除条纹噪声的方法。该方案对于明暗对比强的物体偏置电压的估计误差较大，会造成伪迹。现在有的解决方案之二是利用图像模糊提取条纹噪声的方法(LPSF)的基础上提出了一种基于引导滤波的算法。该方法需要通过运动检测来确定场景是否发生运动，进而采取不同的策略实现滤波。但在收敛速度和实时性上还不能满足工程化需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种红外图像列向条纹消除方法、系统及计算机存储介质，可以有效地提高图像的信噪比，并且在处理过程中不会形成伪噪声或者引入其他噪声，同时可以有效保证算法的实时性。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种红外图像列向条纹消除方法，包括如下步骤，S1，将带有列条纹的原始噪声图像进行方向滤波，得到列向滤波图像和行向滤波图像，并将所述列向滤波图像和所述行向滤波图像作差值运算，得到行列滤波差值图像；S2，在所述行列滤波差值图像中进行局部方差计算，剔除所述行列滤波差值图像中的干扰像素，并对所述行列滤波差值图像中的剩余像素进行列向累加求平均计算，得到每一列的条纹噪声校正项；S3，利用所述原始噪声图像中的每一个像素减去该像素对应的列的所述条纹噪声校正项，得到校正图像。基于上述一种红外图像列向条纹消除方法，本专利技术还提供一种红外图像列向条纹消除系统。一种红外图像列向条纹消除系统，包括以下模块，方向滤波模块，其用于将带有列条纹的原始噪声图像进行方向滤波，得到列向滤波图像和行向滤波图像，并将所述列向滤波图像和所述行向滤波图像作差值运算，得到行列滤波差值图像；条纹噪声校正项估计模块，其用于在所述行列滤波差值图像中进行局部方差计算，剔除所述行列滤波差值图像中的干扰像素，并对所述行列滤波差值图像中的剩余像素进行列向累加求平均计算，得到每一列的条纹噪声校正项；校正处理模块，其用于利用所述原始噪声图像中的每一个像素减去该像素对应的列的所述条纹噪声校正项，得到校正图像。基于上述一种红外图像列向条纹消除方法，本专利技术还提供一种计算机存储介质。一种计算机存储介质，包括存储器，所述存储器内存储有至少一条计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述所述的方法。本专利技术的有益效果是：一种红外图像列向条纹消除方法、系统及计算机存储介质利用方向滤波和原图与参考图像残差的方差计算取得的矫正参数相结合的策略，实现对列向条纹噪声的处理；可以有效地提高图像的信噪比，并且在处理过程中不会形成伪噪声或者引入其他噪声，同时可以有效保证算法的实时性。附图说明图1为本专利技术一种红外图像列向条纹消除方法的流程图；图2为本专利技术一种红外图像列向条纹消除方法的原理图；图3为本专利技术一种红外图像列向条纹消除系统的结构框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1和图2所示，一种红外图像列向条纹消除方法，包括如下步骤，S1，将带有列条纹的原始噪声图像进行方向滤波，得到列向滤波图像和行向滤波图像，并将所述列向滤波图像和所述行向滤波图像作差值运算，得到行列滤波差值图像；S2，在所述行列滤波差值图像中进行局部方差计算，剔除所述行列滤波差值图像中的干扰像素，并对所述行列滤波差值图像中的剩余像素进行列向累加求平均计算，得到每一列的条纹噪声校正项；S3，利用所述原始噪声图像中的每一个像素减去该像素对应的列的所述条纹噪声校正项，得到校正图像。在本具体实施例中，所述S1具体为，S11，所述原始噪声图像进行列向滤波，得到所述列向滤波图像；S12，将所述列向滤波图像进行行向滤波，得到所述行向滤波图像；S13，将所述列向滤波图像和所述行向滤波图像作差值运算，得到所述行列滤波差值图像。具体的，所述S11中进行的列向滤波具体为3×1的列向中值滤波。具体的，所述S12中进行的行向滤波具体为1×5的行向邻域加权滤波。在本专利技术中，方向滤波是空域滤波的一种，它是使用某一特定方向的滤波器对图像进行滤波处理，在去除噪声的同时能最大限度地保持像素的连续性。条纹噪声具有列向的一致性和行向的随机性。因此可以设计列向的滤波器使图像在沿条纹方向得到平滑从而去除随机噪声，再通过行向滤波从而去除条纹噪声：z(i,j)列向滤波＝z'(i,j)≈z(i,j)-o(i,j)z'(i,j)行向滤波＝z”(i,j)≈z'(i,j)-b2(i,j)由此可得：b2(i,j)≈z'(i,j)-z”(i,j)即通过两次方向滤波的结果做差可近似获得条纹噪声校正项的估计值。列向滤波器的目的是为了去除随机噪声，同时要兼顾最大程度保留原图的细节。中值滤波是一种非线性滤波器，它是将每一像素的数值设置为其滤波模板邻域内的所有像素值的中间值。它能有效地消除孤立噪声，也能消除红外图像中的孤立盲元。选择小的中值滤波模板能最小化图像的模糊效果，最大程度保留了图像的原有信息。因此，本专利技术的列向滤波选择3×1的纵向中值滤波。行向滤波器的目的是为了获得不含条纹噪声的图像的估计值。因为像素值在空间分布上往往具有连续性，距离越近相关性越大。因此，可以用行向相邻的若干像素加权平均近似获得当前像素的估计值。权重的设置按照距离越近权重越大的基本原则，本专利技术选取1×5的邻域进行滤波。在本具体实施例中，所述S2具体为，将所述行列滤波差值图像进行逐像素滑窗式局部区域方差计算，得到每个局部区域对应的局部方差，将每个所述局部方差与预设的方差阈值作比较；若所述逐像素滑窗式局部区域中的局部方差大于或等于所述方差阈值，则将该所述逐像素滑窗式局部区域中的中心像素置零；若所述逐像素滑窗式局部区域中的局部方差小于所述方差阈值，则将该所述逐像素滑窗式局部区域中的中心像素进行列向累加求平均计算，得到每一列的条纹噪声校正项。具体的，所述逐像素滑窗式局部区域的像素尺寸为5×5。所述S2中所指的干扰像素主要是指一些自然场景中与竖纹特性类似的物体，如烟囱、楼房、列向线缆等等。这些物体在列向统计特性上存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外图像列向条纹消除方法，其特征在于：包括如下步骤，/nS1，将带有列条纹的原始噪声图像进行方向滤波，得到列向滤波图像和行向滤波图像，并将所述列向滤波图像和所述行向滤波图像作差值运算，得到行列滤波差值图像；/nS2，在所述行列滤波差值图像中进行局部方差计算，剔除所述行列滤波差值图像中的干扰像素，并对所述行列滤波差值图像中的剩余像素进行列向累加求平均计算，得到每一列的条纹噪声校正项；/nS3，利用所述原始噪声图像中的每一个像素减去该像素对应的列的所述条纹噪声校正项，得到校正图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种红外图像列向条纹消除方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1，将带有列条纹的原始噪声图像进行方向滤波，得到列向滤波图像和行向滤波图像，并将所述列向滤波图像和所述行向滤波图像作差值运算，得到行列滤波差值图像；
S2，在所述行列滤波差值图像中进行局部方差计算，剔除所述行列滤波差值图像中的干扰像素，并对所述行列滤波差值图像中的剩余像素进行列向累加求平均计算，得到每一列的条纹噪声校正项；
S3，利用所述原始噪声图像中的每一个像素减去该像素对应的列的所述条纹噪声校正项，得到校正图像。


2.根据权利要求1所述的红外图像列向条纹消除方法，其特征在于：所述S1具体为，
S11，所述原始噪声图像进行列向滤波，得到所述列向滤波图像；
S12，将所述列向滤波图像进行行向滤波，得到所述行向滤波图像；
S13，将所述列向滤波图像和所述行向滤波图像作差值运算，得到所述行列滤波差值图像。


3.根据权利要求2所述的红外图像列向条纹消除方法，其特征在于：所述S11中进行的列向滤波具体为3×1的列向中值滤波。


4.根据权利要求2所述的红外图像列向条纹消除方法，其特征在于：所述S12中进行的行向滤波具体为1×5的行向邻域加权滤波。


5.根据权利要求1至4任一项所述的红外图像列向条纹消除方法，其特征在于：所述S2具体为，
将所述行列滤波差值图像进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁海军，刘智嘉，赵金博，高旭辉，吴金浩，
申请(专利权)人：北京波谱华光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11