提高红外图像质量的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种提高红外图像质量的方法，并且公开了一种消除红外图像背景中细胞状和块状斑纹以提高红外图像质量的装置。本发明专利技术的方法包括：通过红外图像的灰度直方图计算噪声均匀区域的上限和下限值，进而确定噪声均匀区域；根据所述确定的噪声均匀区域提取红外图像背景中的细胞状和块状斑纹的位置，并进行灰度值的替换。本发明专利技术的装置包括噪声均匀区域提取模块和斑纹提取和替换模块。本发明专利技术的优点是：采用单帧处理，方法简单，实时性和实用性好；提供了一种在硬件平台上将消除红外图像背景中出现的细胞状和块状斑纹，提高红外图像质量的方法付诸实现的装置，减少了后续图像处理的数据量和难度，提高处理了速度，且使图像处理更方便、快捷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种消除红外图像背景中出现的细胞状和块状斑纹，提高红外图像质量的方法和装置。
技术介绍
红外焦平面阵列在红外跟踪、预警、制导等方面得到广泛的应用。但由于制造工艺的限制，使得探测器阵列的各个单元响应度不一致，影响了成像质量。红外焦平面探测器一方面由于固有的非均匀性导致红外图象具有非均匀性，对这种非均匀性的校正，人们研究的比较多，而且算法比较成熟；另一方面由于红外焦平面探测器对时间响应的不一致性的影响，红外焦平面探测器在长时间工作时，红外图像的背景中会出现细胞状条纹和块状斑纹，导致红外图像质量的下降，成为图像处理不可忽略的因素，给图像处理增加了数据量和处理的难度，而且影响了图像的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种简单的消除红外图像背景中的细胞状和块状斑纹的方法，该方法对红外图像进行单帧处理，实时性和实用性好。基于此方法，提供一种在硬件平台上，采用数字图象处理模块消除红外图像背景中出现的细胞状条纹和块状斑纹，提高红外图像质量的装置。本专利技术技术解决方案是提高红外图像质量的方法，包括以下步骤1)通过红外图像的灰度直方图计算包含像素数目最多的灰度级，并根据该灰度级和初始阈值计算噪声均匀区域的上限和下限值，进而确定噪声均匀区域；2)根据所述确定的噪声均匀区域提取红外图像背景中的细胞状和块状斑纹的位置，并由噪声均匀区域的灰度平均值替换该位置的灰度值。本专利技术的提高红外图像质量的装置，包括噪声均匀区域提取模块，用于通过红外图像的灰度直方图计算噪声均匀区域的上限和下限值，进而确定噪声均匀区域；斑纹提取和替换模块，用于根据所述噪声均匀区域提取模块确定的噪声均匀区域提取红外图像背景中的细胞状和块状斑纹的位置，并进行灰度值的替换。所述噪声均匀区域提取模块和斑纹提取和替换模块由可编程逻辑器件单元、高速数字处理器单元及双向存储器组单元组成，所述高速数字处理器单元对输入的红外图像进行预处理，并将预处理后的图像送入可编程逻辑器件单元中计算噪声均匀区域的范围，确定细胞状和块状斑纹的位置，并将处理后的图像数据送回高速数字处理器进行后处理和图像输出。所述的可编程逻辑器件单元的逻辑门在100万门及以上；所述的高速数字处理器单元的主频在400M及以上；所述的双向存储器单元为SRAM组，存储能力在2M及以上。本专利技术与现有技术相比具有如下优点1、利用灰度直方图计算红外图像的噪声均匀区域，确定细胞状和块状斑纹的位置，并予以替代，采用单帧处理，方法简单，实时性和实用性好。2、提供了一种在硬件平台上将消除红外图像背景中出现的细胞状和块状斑纹，提高红外图像质量的方法付诸实现的装置，减少了后续图像处理的数据量和难度，提高处理了速度，且使图像处理更方便、快捷。附图说明图1为本专利技术的提高红外图像质量的方法的流程图；图2为本专利技术的提高红外图像质量的装置的结构组成原理图；图3为本专利技术的提高红外图像质量的装置的硬件结构示意图。具体实施例方式以下结合附图和具体实施进一步说明本专利技术，但不作为对本专利技术的限定。如图1所示，本专利技术的提高红外图像质量的方法是消除红外图像背景中细胞状和块状斑纹，具体步骤为步骤11通过红外图像的灰度直方图计算噪声均匀区域的上限和下限值，进而确定噪声均匀区域；步骤12根据步骤11中确定的噪声均匀区域提取红外图像背景中的细胞状和块状斑纹的位置，并进行灰度值的替换。如图2所示，本专利技术的提高红外图像质量的装置包括以下模块噪声均匀区域提取模块21，用于通过红外图像的灰度直方图计算噪声均匀区域的上限和下限值，进而确定噪声均匀区域；斑纹提取和替换模块22，用于根据噪声均匀区域提取模块21确定的噪声均匀区域提取红外图像背景中的细胞状和块状斑纹的位置，并进行灰度值的替换。如图3所示，本专利技术的提高红外图像质量的装置的硬件构成包括可编程逻辑器件FPGA单元31、高速数字信号处理DSP单元32和双向存储器组单元33组成。高速数字处理器DSP单元32对输入的红外图像进行预处理，并将预处理后的图像送入可编程逻辑器件FPGA单元31中确定噪声均匀区域的范围，提取红外图像背景中的细胞状和块状斑纹的位置，并对相应位置的灰度值进行替换，将处理后的图像数据送回高速数字处理器DSP单元32进行后处理和图像输出。更具体地，FPGA型号可以选用Xilinx XC3S 1000及以上，DSP选用ADSP-BF53x系列，双向存储器采用一组SRAM，FPGA的IOB分别与DSP和每组SRAM相连，完成对地址、控制信号的产生和数据读写的控制。可编程逻辑器件FPGA的设计可以采用VHDL或Verilog-HDL实现。进一步地，其具体实施过程为FPGA接收当前帧红外图像的数据，并送入高速数字信号处理器DSP中进行预处理，将预处理后的图像数据送回FPGA，同时将预处理后的图像数据存入SRAM。在FPGA中计算预处理后红外图像的灰度直方图，并存到FPGA内部Block RAM中。根据灰度直方图确定噪声均匀区域的范围，从SRAM中取出存储的图像，将图像中属于噪声均匀区域位置的像素点由噪声均匀区域的灰度平均值进行替代。将替代后的图像存入SRAM中，确定背景中细胞状和块状斑纹的位置，从SRAM中取出所存储图像，将图像中对应点位置的值进行灰度值的替换，最后从DSP输出并显示处理后的图像。权利要求1.提高红外图像质量的方法，包括以下步骤1)通过红外图像的灰度直方图计算包含像素数目最多的灰度级，并根据该灰度级和初始阈值计算噪声均匀区域的上限和下限值，进而确定噪声均匀区域；2)根据所述确定的噪声均匀区域提取红外图像背景中的细胞状和块状斑纹的位置，并由噪声均匀区域的灰度平均值替换该位置的灰度值。2.提高红外图像质量的装置，包括噪声均匀区域提取模块，用于通过红外图像的灰度直方图计算噪声均匀区域的上限和下限值，进而确定噪声均匀区域；斑纹提取和替换模块，用于根据所述噪声均匀区域提取模块确定的噪声均匀区域提取红外图像背景中的细胞状和块状斑纹的位置，并进行灰度值的替换。3.根据权利要求2所述的提高红外图像质量的装置，其特征在于，所述噪声均匀区域提取模块和斑纹提取和替换模块由可编程逻辑器件单元、高速数字处理器单元及双向存储器组单元组成，所述高速数字处理器单元对输入的红外图像进行预处理，并将预处理后的图像送入可编程逻辑器件单元中计算噪声均匀区域的范围，确定细胞状和块状斑纹的位置，并将处理后的图像数据送回高速数字处理器进行后处理和图像输出。4.根据权利要求3所述的提高红外图像质量的装置，其特征在于，所述的可编程逻辑器件单元的逻辑门在100万门及以上；所述的高速数字处理器单元的主频在400M及以上；所述的双向存储器单元为SRAM组，存储能力在2M及以上。全文摘要本专利技术涉及一种提高红外图像质量的方法，并且公开了一种消除红外图像背景中细胞状和块状斑纹以提高红外图像质量的装置。本专利技术的方法包括通过红外图像的灰度直方图计算噪声均匀区域的上限和下限值，进而确定噪声均匀区域；根据所述确定的噪声均匀区域提取红外图像背景中的细胞状和块状斑纹的位置，并进行灰度值的替换。本专利技术的装置包括噪声均匀区域提取模块和斑纹提取和替换模块。本专利技术的优点是采用单帧处理，方法简单，实时性和实用性好；提供了一种在硬件平本文档来自技高网...

【技术保护点】
提高红外图像质量的方法，包括以下步骤：１）通过红外图像的灰度直方图计算包含像素数目最多的灰度级，并根据该灰度级和初始阈值计算噪声均匀区域的上限和下限值，进而确定噪声均匀区域；２）根据所述确定的噪声均匀区域提取红外图像背景中的细胞状和块状斑纹的位置，并由噪声均匀区域的灰度平均值替换该位置的灰度值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓翔，彭先蓉，蔡敬菊，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]