一种非线性自适应红外图像增强方法技术

本发明专利技术是有关于一种非线性自适应红外图像增强方法，包括：A.输入原始图像数据，并统计直方图；B.分析直方图，统计各个波峰和波谷的大小、位置及宽度，确定主峰；C.对主峰应用公式，计算得到非线性映射曲线；D.计算得到对应于整幅图像的灰度直方图映射表；E.由步骤D构建的直方图映射表，对步骤A的直方图进行查表映射，形成新的图像数据，并将送终端显示。本发明专利技术一种非线性自适应红外图像增强方法，既能显著提升图像对比度，又可保持图像细节，解决传统图像增强方法在简单背景下噪声抑制能力和场景适应性较差，以及场景发生较大变化时红外视频出现“闪烁”等问题，从而提升红外成像系统的环境适应性。

A nonlinear adaptive infrared image enhancement method

The invention relates to a method of enhancing a nonlinear adaptive infrared image including: A. input data of the original image, and histogram analysis; B. histogram, size, position and width, statistics of each of the peaks and troughs of the application of C. to determine the peak; formula calculated by nonlinear mapping curve; D. calculated corresponding to the whole image the gray histogram mapping table; E. constructed by the steps of D histogram mapping table, on the steps of A histogram mapping table, the formation of new image data, and will send the terminal display. The invention relates to a method for enhancing nonlinear adaptive infrared image, which can significantly improve the image contrast, and can keep the image details, solve the traditional image enhancement method based on simple background noise suppression ability and poor adaptability of infrared video scene, \flash\ and other issues as well as the scene changes, so as to enhance the infrared imaging system environment adaptability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及红外成像组件和红外热成像研究领域，特别是涉及一种红外成像组件 的非线性自适应红外图像增强方法。
技术介绍
以凝视型红外焦平面器件为主的第三代红外热成像系统已广泛应用于夜视、天 文、海上营救搜索、工业热探测、军事和医学等领域。然而由于红外热成像依赖于场景内各 成像因素之间的辐射差异，导致红外焦平面阵列输出的原始图像有效灰度过于集中，常规 处理方法存在目标对比度较差、场景细节模糊等缺点。所以对红外焦平面阵列输出的原始 图像数据进行相应的增强，使之适合特定应用十分必要。而图像增强方法可分为频域法和 空域法两类。频域法是对图像进行基于频域的正反变换，其计算量大，很难满足实时性要求。并 且频域法在频域对图像进行增强，无论是高通滤波或是低通滤波，都会很大程度的破坏原 始图像，滤除有效信息。空域法中最典型的图像增强方法是直方图均衡。它把原始图像的灰度直方图从比 较集中的某个灰度区间变成在全部灰度范围内的均勻分布。原始图像灰度值i归一化在 0 1之间，p(i)为原始图像灰度分布的概率密度函数。直方图均衡化处理实际上就是寻 找一个灰度变换函数T，使得变化后的灰度值S = T(i)，其中，S归一化为0 1，即建立i 与S之间的映射关系。对于数字图像，其直方图均衡化处理的计算步骤如下(1)统计原始图像的直方图P^ri) = rii/n上式中，r,是归一化的输入图像灰度，η,是输入图像中归一化灰度等于A的像素 个数，η是输入图像的像素总数。(2)计算直方图累积分布曲线权利要求1.，其特征在于包括以下步骤A.输入原始图像数据，并统计直方图；B.分析直方图，统计各个波峰和波谷的大小、位置及宽度，确定主峰；C.对主峰应用公式=_log_Iog^mZ1 )·(/- cl)] + log +... + log计算得到非线性映射曲线，其中i代表灰度级，ci代表波峰位置，Wdi代表波峰宽度，a 代表主峰灰度级，Wd0为主峰宽度，cO代表主峰位置，η代表直方图中的波峰数目；D.将计算得到的f(i)带入公式g(i) = (2" -1) χ-继-/(max(/))-/(min(/))计算得到对应于整幅图像的灰度直方图映射表，其中i为原始图像的灰度级，g(i)为 经映射函数压缩后的灰度级；E.由步骤D构建的直方图映射表，对步骤A的直方图进行查表映射，形成新的图像数 据，并将送终端显示。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述的各 步骤均由一单片FPGA实时实现。全文摘要本专利技术是有关于，包括A.输入原始图像数据，并统计直方图；B.分析直方图，统计各个波峰和波谷的大小、位置及宽度，确定主峰；C.对主峰应用公式，计算得到非线性映射曲线；D.计算得到对应于整幅图像的灰度直方图映射表；E.由步骤D构建的直方图映射表，对步骤A的直方图进行查表映射，形成新的图像数据，并将送终端显示。本专利技术，既能显著提升图像对比度，又可保持图像细节，解决传统图像增强方法在简单背景下噪声抑制能力和场景适应性较差，以及场景发生较大变化时红外视频出现“闪烁”等问题，从而提升红外成像系统的环境适应性。文档编号G06T5/40GK102129675SQ201110045268公开日2011年7月20日 申请日期2011年2月24日 优先权日2011年2月24日专利技术者李玉珏, 王军力, 王新星, 邸超, 陈小明 申请人:中国兵器工业系统总体部本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种非线性自适应红外图像增强方法，其特征在于包括以下步骤：Ａ．输入原始图像数据，并统计直方图；Ｂ．分析直方图，统计各个波峰和波谷的大小、位置及宽度，确定主峰；Ｃ．对主峰应用公式（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｌｏｇ（／ｍｉ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｗｄ（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｃ（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｌｏｇ（／ｍｉ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｗｄ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｃ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｌｏｇ（／ｍｉ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｗｄ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｃ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｏ）．（／ｍｏ）?（ｍｏ）．（／ｍｏ）?（ｍｏ）．（／ｍｏ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｌｏｇ（／ｍｉ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｗｄ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｃｎ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）计算得到非线性映射曲线，其中ｉ代表灰度级，ｃｉ代表波峰位置，ｗｄｉ代表波峰宽度，ａ代表主峰灰度级，ｗｄ０为主峰宽度，ｃ０代表主峰位置，ｎ代表直方图中的波峰数目；Ｄ．将计算得到的ｆ（ｉ）带入公式（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｇ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ｔｉｍｅｓ；（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｍａｘ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｍｉｎ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）计算得到对应于整幅图像的灰度直方图映射表，其中ｉ为原始图像的灰度级，ｇ（ｉ）为经映射函数压缩后的灰度级；Ｅ．由步骤Ｄ构建的直方图映射表，对步骤Ａ的直方图进行查表映射，形成新的图像数据，并将送终端显示。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王新星，王军力，李玉珏，陈小明，邸超，
申请(专利权)人：中国兵器工业系统总体部，
类型：发明
国别省市：11