基于引导滤波的数字细节增强正则化参数自适应选取方法技术

本发明专利技术公开了一种基于引导滤波的数字细节增强正则化参数自适应选取方法，包括：对输入图像进行引导滤波，得到背景层图像，将输入图像与背景层图像作差，得到细节层图像，计算细节层图像的局部方差，并进行归一化处理，筛选得到细节层图像的局部方差低于阈值的目标区域；计算输入图像的局部方差，将输入图像的局部方差灰度值与目标区域灰度值乘积的均值，作为正则化参数。本发明专利技术对于不同的红外图像计算对应的正则化参数，使得技术人员在使用数字细节增强技术时不用手动调节正则化参数，降低了操作难度，使得数字细节增强技术只对目标区域的细节进行放大，明显提升红外图像质量，增强了该技术的场景适应性。强了该技术的场景适应性。强了该技术的场景适应性。

【技术实现步骤摘要】
基于引导滤波的数字细节增强正则化参数自适应选取方法


[0001]本专利技术涉及红外图像处理领域。更具体地说，本专利技术涉及一种基于引导滤波的数字细节增强正则化参数自适应选取方法。

技术介绍

[0002]红外图像具有较大的动态范围，其图像位宽大于现有显示器的位宽。因此，原始红外必须经过动态范围压缩才能够显示。如果压缩方法不当，会丢失红外图像中的细节信息。
[0003]相比于线性拉伸和直方图均衡化，数字细节增强技术能够在压缩动态范围的同时增强红外图像细节，广泛应用于工业界。数字细节增强技术基于分层思想，即原始红外图像由保边平滑滤波器分为背景层和细节层，然后对不同层进行不同的处理，最后将处理后的背景层和细节层合并在一起。为了保证实时性并抑制梯度翻转，数字细节增强技术中经常使用引导滤波作为保边平滑滤波器。其中，引导滤波的正则化参数对红外图像的最终处理结果有很大的影响。然而，在实际使用数字细节增强技术时，需要技术人员根据经验反复多次选取正则化参数，才能达到理想效果，导致该技术操作过程繁琐，场景适应性差。如何通过场景自适应地选取正则化参数，减小数字细节增强技术的操作难度，增加场景适应性，仍是一个需要探讨的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]本专利技术还有一个目的是提供一种基于引导滤波的数字细节增强正则化参数自适应选取方法，其对于不同的红外图像计算对应的正则化参数，使得技术人员在使用数字细节增强技术时不用手动调节正则化参数，降低了操作难度，使得数字细节增强技术只对目标区域的细节进行放大，明显提升红外图像质量，增强了该技术的场景适应性。
[0006]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于引导滤波的数字细节增强正则化参数自适应选取方法，包括：
[0007]对输入图像进行引导滤波，得到背景层图像，将输入图像与背景层图像作差，得到细节层图像，计算细节层图像的局部方差，并进行归一化处理，筛选得到细节层图像的局部方差低于阈值的目标区域；
[0008]计算输入图像的局部方差，将输入图像的局部方差灰度值与目标区域灰度值乘积的均值，作为正则化参数。
[0009]优选的是，输入图像的局部方差var
I
灰度值与目标区域ObjectMap灰度值乘积的均值，即为正则化参数ε，
[0010][0011]优选的是，选取滤波半径r，遍历输入图像I，计算输入图像I的局部方差var
I
，
[0012][0013]其中，i、j为图像坐标，m、n为实际计算的点位置。
[0014]优选的是，选取滤波半径r，遍历细节层图像dt，计算细节层图像dt的局部方差var
dt
，
[0015][0016]其中，i、j为图像坐标，m、n为实际计算的点位置。
[0017]优选的是，对输入图像I进行引导滤波，得到背景层图像bg，
[0018]bg＝GF
r,ε
′
(I,I)
[0019]其中，r为滤波半径，ε
′
为设定的正则化参数。
[0020]优选的是，归一化处理具体为：
[0021]找到细节层图像的局部方差var
dt
的最大值max
dt
和最小值min
dt
，线性变换，
[0022][0023]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0024]将红外图像中目标区域的局部方差均值作为正则化参数，对于不同的红外图像计算对应的正则化参数，使得技术人员在使用数字细节增强技术时不用手动调节正则化参数，降低了操作难度，使得数字细节增强技术只对目标区域的细节进行放大，明显提升红外图像质量，增强了该技术的场景适应性。
[0025]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的一种技术方案中正则化参数自适应选取方法流程图；
[0027]图2为本专利技术的一种技术方案中目标区域获取方法流程图；
[0028]图3为本专利技术室内场景的实例中正则化参数对原始红外图像动态范围压缩的结果图；
[0029]图4为本专利技术室外场景的实例中正则化参数对原始红外图像动态范围压缩的结果图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0031]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0032]需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0033]如图1所示，本专利技术提供一种基于引导滤波的数字细节增强正则化参数自适应选取方法，包括：
[0034]使用输入图像I作为引导图像，对输入图像I进行引导滤波，得到背景层图像bg，将输入图像I与背景层图像bg作差，得到细节层图像dt，遍历细节层图像dt是针对每一帧图像进行运算，计算细节层图像dt的每个像素的局部方差var
dt
，并进行归一化处理，对一幅图所有像素点求最值，并对每一个像素点计算归一化结果，查找目标区域，筛选得到细节层图像dt的局部方差低于阈值的目标区域，会有多个相邻或不相邻区域符合判断标准；
[0035]遍历输入图像I是针对每一帧图像进行运算，计算输入图像I的每个像素的局部方差var
I
，将输入图像I的局部方差var
I
灰度值与目标区域ObjectMap灰度值乘积的均值，作为正则化参数。
[0036]上述技术方案的具体实现方式为：
[0037]步骤1，计算输入图像I的局部方差var
I
：
[0038]选取滤波半径r，令滤波半径r＝1，遍历输入图像I，计算滤波半径r内输入图像I的每个像素的局部方差var
I
：
[0039][0040]其中，i、j为图像坐标，m、n为实际计算的点位置，m为从i
‑
r到i+r，n为j
‑
r到j+r。
[0041]步骤2，如图2所示，获得目标区域；
[0042]步骤2.1，对输入图像I进行引导滤波，得到背景层图像bg。
[0043]使用输入图像I作为引导图像，对输入图像I进行引导滤波，得到背景层图像bg，即
[0044]bg＝GF
r,ε
′
(I,I)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(2)
[0045]式中，r为滤波半径；ε
′
为正则化参数，应该选取充分小的量；
[0046]其中，滤波半径r＝1正则化参数ε
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于引导滤波的数字细节增强正则化参数自适应选取方法，其特征在于，包括：对输入图像进行引导滤波，得到背景层图像，将输入图像与背景层图像作差，得到细节层图像，计算细节层图像的局部方差，并进行归一化处理，筛选得到细节层图像的局部方差低于阈值的目标区域；计算输入图像的局部方差，将输入图像的局部方差灰度值与目标区域灰度值乘积的均值，作为正则化参数。2.如权利要求1所述的基于引导滤波的数字细节增强正则化参数自适应选取方法，其特征在于，输入图像的局部方差var
I
灰度值与目标区域ObjectMap灰度值乘积的均值，即为正则化参数ε，3.如权利要求1所述的基于引导滤波的数字细节增强正则化参数自适应选取方法，其特征在于，选取滤波半径r，遍历输入图像I，计算输入图像I的局部方差var
I
，其中，i、j为图像坐标，m、n为实际计算的点位置。4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈星驰，李明，尤淞，段名满，
申请(专利权)人：北京黉芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：