【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于红外图像去噪，具体地，涉及基于巴特沃斯函数拟合的红外图像冷反射噪声矫正方法。
技术介绍
1、红外图像已经被广泛的应用于光学测量、目标识别、国防军工等一系列关系国计民生的方面，然而，红外探测器在成像过程中不可避免的会受到噪声的影响，冷反射现象作为红外图像中的一种缺陷，不仅影响红外图像的可视觉性，更会影响红外图像的目标探测、识别跟踪等后续处理应用。
2、目前采用非均匀性校正技术分为基于标定的方法以及基于场景的校正方法，这些方法对噪声有一定的抑制作用，但是对于由冷反射引起的噪声通过处理后会产生严重的伪影现象，对提高红外图像的质量的作用并不明显。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提出了基于巴特沃斯函数拟合的红外图像冷反射噪声矫正方法，具体为基于巴特沃斯曲面拟合进行红外图像去噪，能够抑制冷反射所带来的影响，提高在低温环境下红外图像的信噪比，从而去除图像中的噪声。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种基于巴特沃斯函数拟合的红外图像冷反射噪声矫正方法：
4、步骤一、通过传感器读取红外图像；
5、步骤二、设计平滑窗口对步骤一读取的红外图像进行平滑预处理；去掉多余的场景信息、并将其逆变换以最大限度保留冷反射周围的信息，同时将其以外的信息进行抑制消除，使其图像场景信息达到最小；
6、步骤三、构建二维巴特沃斯函数，初始化需要拟合的参数；
7、步骤四、利用最小二乘法对数据进行拟合，最后提取
8、步骤五、利用二维巴特沃斯函数对映射后形成的曲面进行拟合，使用二维巴特沃斯函数的几何特征表示红外图像中冷反射的特征，通过与红外图像差分从而去除图像中的噪声，完成红外图像冷反射噪声矫正。
9、进一步地，在步骤二中，设计平滑窗口对红外图像的局部区域进行处理，以减少突出的噪声点或异常值；
10、所述预处理具体采用下式：
11、预处理算法为：；
12、其中，表示的是图像信息，表示的是均值图像的最大灰度值或者为的最大值，表示的信息像素与冷反射信号中心之间的距离即，表示的是均值图像中的标准差也就是抑制图像中场景信号的程度；
13、对红外图像进行预处理，达到平滑图像的目的，平滑后的图像定义为。
14、进一步地，在步骤二中，通过所述逆变换来重建被平滑过程中丢失的细节，确保冷反射信号的重要特征不会因处理而丢失；
15、并通过信息抑制来消除图像中与冷反射无关的信息，确保平滑后的图像只有关键的信息被保留。
16、进一步地，在步骤三中，
17、定义二维巴特沃斯函数；
18、式中表示幅度，表示属性，表示属性的均值，表示属性的标准差。
19、进一步地，在步骤四中，
20、将均初始化为1；利用最小二乘法矩阵运算，调整知道拟合精度达到阈值，获取拟合后的巴特沃斯拟合参数，所述巴特沃斯拟合参数视为红外图像中冷反射特征参数。
21、进一步地，在步骤五中具体包括：
22、利用步骤四中通过最小二乘法得到的巴特沃斯函数作为数学模型，拟合步骤二映射后形成的曲面，以捕捉和表示冷反射信号的几何特征；
23、并使用二维巴特沃斯函数的几何特征表示红外图像中冷反射的特征：通过将拟合后的巴特沃斯函数与原始红外图像进行差分，去除图像中的噪声。
24、获取步骤五的结果，提取作为含有冷反射噪声的红外图像的特征，实现对红外图像冷反射噪声的矫正。
25、一种基于巴特沃斯函数拟合的红外图像冷反射噪声矫正系统：
26、所述矫正系统包括：图像处理模块、拟合模块和矫正模块；
27、所述图像处理模块读取红外图像；并设计平滑窗口对读取的红外图像进行平滑预处理；去掉多余的场景信息、并将其逆变换以最大限度保留冷反射周围的信息，同时将其以外的信息进行抑制消除，使其图像场景信息达到最小；
28、所述拟合模块构建二维巴特沃斯函数，初始化需要拟合的参数；利用最小二乘法对数据进行拟合，最后提取拟合函数的参数作为红外图像中冷反射的特征；
29、所述矫正模块利用二维巴特沃斯函数对映射后形成的曲面进行拟合，使用二维巴特沃斯函数的几何特征表示红外图像中冷反射的特征，通过与红外图像差分从而去除图像中的噪声，完成红外图像冷反射噪声矫正。
30、一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
31、一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
32、本专利技术有益效果
33、本专利技术结合现有的红外噪声图像去噪方法，从噪声分布的角度对红外图像进行分析。利用二维巴特沃斯函数对映射后形成的曲面你和，使用二维巴特沃斯函数的几何特征表示红外图像数据特征。
34、本专利技术方法对红外图像进行二维巴特沃斯曲面拟合并进行去噪处理。相比于其他红外图像分析方法，本专利技术能够明显提高红外图像的信噪比，从而去除图像中的噪声，提高红外图像的质量。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于巴特沃斯函数拟合的红外图像冷反射噪声矫正方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于：在步骤三中，
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于：在步骤四中，
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于：
7.一种基于巴特沃斯函数拟合的红外图像冷反射噪声矫正系统，其特征在于：
8.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任意一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1至6中任意一项所述方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种基于巴特沃斯函数拟合的红外图像冷反射噪声矫正方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于：在步骤三中，
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于：在步骤四中，
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于：
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【专利技术属性】
技术研发人员：董科研，朴明旭，郝群，宋延嵩，张博，张雷，梁宗林，刘天赐，翟东航，王赫，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：
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