一种红外图像增强方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种红外图像增强方法及装置，所述方法包括：获取低通滤波器尺度参数集合和加权系数集合；基于所述低通滤波器尺度参数集合，利用预设的序贯引导滤波图像增强模型对原始红外图像进行处理，得到初级增强红外图像集合；根据所述加权系数集合，对所述初级增强红外图像集合进行处理，得到最终红外增强图像

【技术实现步骤摘要】
一种红外图像增强方法及装置


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种红外图像增强方法及装置
。

技术介绍

[0002]红外成像设备具有全天候工作的特点，目前已被广泛应用于监控
、
探测
、
预警等场景
。
在各类红外成像设备中，机载长焦红外相机焦距长
、
视角宽，可以远距离
、
大范围摄取目标场景图像，具有非常重要的应用价值
。
但由于探测距离远以及红外成像探测机理的限制，机载长焦红外相机更易受传输路径环境因素的影响，信号衰减强烈
、
接收到的红外热辐射信号远弱于近距离红外成像设备，因此，产生的红外图像噪声多
、
对比度低
、
清晰度不足
、
弱小目标易被掩盖
。
红外图像增强处理技术是提升红外图像质量
、
增强图像可用度的重要手段
。
但由于机载长焦红外相机尚未在社会大规模使用，因此，目前多数文献主要研究近距离红外成像设备图像增强处理技术，针对机载长焦红外相机的图像增强处理技术研究少之又少
。
[0003]目前，常见的图像增强算法有基于直方图均衡的算法，此类算法可高效增强图像对比度，但由于简单地对图像灰度级进行截断和合并，会造成机载长焦红外相机图像细节信息的大量丢失
。
此外，还有基于双边滤波的图像增强算法，此类算法的显著特点是将图像信号分解成基础层和细节层，分别用不同的算法对基础层进行平滑滤波处理，对细节层进行增强处理，最后对处理结果进行融合，此种处理策略力图在过滤图像噪声
、
增强对比度的同时，保留图像细节和边缘信息
。
最近，基于引导滤波的图像增强处理算法受到广泛关注，多数研究表明，引导滤波的效果要优于双边滤波
。
在引导滤波中，引导图像发挥了重要作用，它提供了关于图像的关键信息，用于指导滤波器哪些像素点应该滤除
、
哪些像素点应该保留，哪些像素点应该增强
。
但已有的基于引导滤波的各种图像处理算法均使用原始图像作为引导图像，而原始图像本身是待处理的图像，包含噪声，细节特征又不显著，根据引导滤波原理，会错误地实施引导，不可避免地放大图像噪声，同时使得图像细节信息增强不足
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，针对机载长焦红外相机图像动态范围大
、
对比度低
、
目标信号弱
、
噪声强的特点，提供了一种高效
、
实用的红外图像增强方法及装置，有利于在红外图像增强处理中，既能增强关键细节信息，又能减少噪声，提升图像质量
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例第一方面公开了一种红外图像增强方法，所述方法包括：
[0006]S1、
获取低通滤波器尺度参数集合和加权系数集合；所述低通滤波器尺度参数集合包括
S
组低通滤波器尺度参数；所述低通滤波器尺度参数集合内的低通滤波器尺度参数依次降低；所述加权系数集合中包括
S
个加权系数；所述加权系数集合中加权系数与所述低通滤波器尺度参数集合中低通滤波器尺度参数相对应；
[0007]S2、
基于所述低通滤波器尺度参数集合，利用预设的序贯引导滤波图像增强模型对原始红外图像进行处理，得到初级增强红外图像集合；所述预设的序贯引导滤波图像增强模型包括光照图像生成单元
、
反射图像生成单元和引导滤波单元；所述原始红外图像表征被增强红外图像；
[0008]S3、
根据所述加权系数集合，对所述初级增强红外图像集合进行处理，得到最终红外增强图像
。
[0009]作为一种可选的实施方式，在本专利技术实施例第一方面中，所述基于所述低通滤波器尺度参数集合，利用预设的序贯引导滤波图像增强模型对原始红外图像进行处理，得到初级增强红外图像集合，包括：
[0010]S21、
从所述低通滤波器尺度参数集合中依次选取低通滤波器尺度参数，利用预设的序贯引导滤波图像增强模型对原始红外图像进行处理，得到
S
个初级增强红外图像；所述
S
表征所述低通滤波器尺度参数集合包含的低通滤波器尺度参数的数目；
[0011]S22、
将所述
S
个所述初级增强红外图像进行集合处理，得到初级增强红外图像集合，所述初级增强红外图像集合中初级增强红外图像的顺序，与所述低通滤波器尺度参数集合中低通滤波器尺度参数相对应
。
[0012]作为一种可选的实施方式，在本专利技术实施例第一方面中，所述从所述低通滤波器尺度参数集合中依次选取低通滤波器尺度参数，利用预设的序贯引导滤波图像增强模型对原始红外图像进行处理，得到
S
个初级增强红外图像，包括：
[0013]S211、
构建指针变量
p
；所述指针变量
p
的初始值为1；
[0014]S212、
从所述低通滤波器尺度参数集合中选取第
p
组低通滤波器尺度参数；
[0015]S213、
基于所述第
p
组低通滤波器尺度参数，利用所述光照图像生成单元对原始红外图像进行处理，得到第
p
个光照图像；所述光照图像生成单元包括低通滤波处理和自适应伽马校正处理，用于从原始图像中分解出光照图像；
[0016]S214、
利用所述反射图像生成单元，对所述第
p
个光照图像和原始红外图像进行处理，得到第
p
个反射图像；所述反射图像生成单元包括对数转换处理和指数变换处理，用于从原始图像和光照图像中解析出光照图像；
[0017]S215、
利用所述引导滤波单元，对所述第
p
个反射图像和引导图像进行引导滤波处理，得到引导滤波后第
p
个图像；当所述指针变量
p
为1时，所述引导图像为原始红外图像，当所述指针变量
p
大于1时，所述引导图像为第
p
‑1个初级增强红外图像；所述引导滤波单元用于利用引导图像对输入的反射图像进行线性变换，达到优化反射图像的目的；
[0018]S216、
将所述第
p
个光照图像和所述引导滤波后第
p
个图像进行融合处理，得到第
p
个初级增强红外图像；
[0019]S217、
将所述指针变量
p
更新为
p+1
，判断更新后的所述指针变量
p
是否大于
S
，得到第一判断结果；
[0020]如果所述第一判断结果为是，则执本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种红外图像增强方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、
获取低通滤波器尺度参数集合和加权系数集合；所述低通滤波器尺度参数集合包括
S
组低通滤波器尺度参数；所述低通滤波器尺度参数集合内的低通滤波器尺度参数依次降低；所述加权系数集合中包括
S
个加权系数；所述加权系数集合中加权系数与所述低通滤波器尺度参数集合中低通滤波器尺度参数相对应；
S2、
基于所述低通滤波器尺度参数集合，利用预设的序贯引导滤波图像增强模型对原始红外图像进行处理，得到初级增强红外图像集合；所述预设的序贯引导滤波图像增强模型包括光照图像生成单元
、
反射图像生成单元和引导滤波单元；所述原始红外图像表征被增强红外图像；
S3、
根据所述加权系数集合，对所述初级增强红外图像集合进行处理，得到最终红外增强图像
。2.
根据权利要求1所述的红外图像增强方法，其特征在于，所述基于所述低通滤波器尺度参数集合，利用预设的序贯引导滤波图像增强模型对原始红外图像进行处理，得到初级增强红外图像集合，包括：
S21、
从所述低通滤波器尺度参数集合中依次选取低通滤波器尺度参数，利用预设的序贯引导滤波图像增强模型对原始红外图像进行处理，得到
S
个初级增强红外图像；所述
S
表征所述低通滤波器尺度参数集合包含的低通滤波器尺度参数的数目；
S22、
将所述
S
个所述初级增强红外图像进行集合处理，得到初级增强红外图像集合
。3.
根据权利要求2所述的红外图像增强方法，其特征在于，所述从所述低通滤波器尺度参数集合中依次选取低通滤波器尺度参数，利用预设的序贯引导滤波图像增强模型对原始红外图像进行处理，得到
S
个初级增强红外图像，包括：
S211、
构建指针变量
p
；所述指针变量
p
的初始值为1；
S212、
从所述低通滤波器尺度参数集合中选取第
p
组低通滤波器尺度参数；
S213、
基于所述第
p
组低通滤波器尺度参数，利用所述光照图像生成单元对原始红外图像进行处理，得到第
p
个光照图像；
S214、
利用所述反射图像生成单元，对所述第
p
个光照图像和原始红外图像进行处理，得到第
p
个反射图像；
S215、
利用所述引导滤波单元，对所述第
p
个反射图像和引导图像进行引导滤波处理，得到引导滤波后第
p
个图像；当所述指针变量
p
为1时，所述引导图像为原始红外图像，当所述指针变量
p
大于1时，所述引导图像为第
p
‑1个初级增强红外图像；
S216、
将所述第
p
个光照图像和所述引导滤波后第
p
个图像进行融合处理，得到第
p
个初级增强红外图像；
S217、
将所述指针变量
p
更新为
p+1
，判断更新后的所述指针变量
p
是否大于
S
，得到第一判断结果；如果所述第一判断结果为是，则执行步骤
S22
；如果所述第一判断结果为否，则执行步骤
S212。4.
根据权利要求3所述的红外图像增强方法，其特征在于，所述基于所述第
p
组低通滤波器尺度参数，利用所述光照图像生成单元对原始红外图像进行处理，得到第
p
个光照图像，包括：
S2131、
基于所述第
p
组低通滤波器尺度参数，使用低通滤波模型对原始红外图像进行卷积处理，得到第
p
个光照图像估计结果；所述低通滤波模型表示为：式中，
L
p
为第
p
个光照图像估计结果，
Γ
p
为第
p
组低通滤波器尺度参数下低通滤波器函数，为卷积算子，
I
为原始红外图像；所述低通滤波器函数表示为：式中，
Γ
p
(i,j)
为第
p
组低通滤波器尺度参数下低通滤波器函数，
(i,j)
为图像像素点坐标，
Z
为归一化常数，
c
p
为第
p

【专利技术属性】
技术研发人员：袁湛，林志文，贾丽，王培元，李岩，夏明卓，徐超，张振杰，胡兵，
申请(专利权)人：中国人民解放军，
类型：发明
国别省市：