本发明专利技术涉及一种基于正态分布调节的热图像细节增强方法，属于红外成像技术领域。本方法通过平均绝对差的正态分布函数对双边滤波分离出的细节图像灰度分布进行进一步调节，限制伪像，改善细节图像的噪声特性，得到新的细节图像，同时使用平台直方图压缩原始图像得到基图像，其保留住场景的细节信息，然后将细节图像和基图像合并形成输出图像。本发明专利技术处理后的细节图像的噪声特性明显改善，同时处理会抑制伪像；并且最终的输出图像灰阶的层次感提升；可用于各种红外焦平面成像系统，提供有效的红外图像细节增强技术手段，提高目标探测、搜索和识别能力。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，属于红外成像
。本方法通过平均绝对差的正态分布函数对双边滤波分离出的细节图像灰度分布进行进一步调节，限制伪像，改善细节图像的噪声特性，得到新的细节图像，同时使用平台直方图压缩原始图像得到基图像，其保留住场景的细节信息，然后将细节图像和基图像合并形成输出图像。本专利技术处理后的细节图像的噪声特性明显改善，同时处理会抑制伪像；并且最终的输出图像灰阶的层次感提升；可用于各种红外焦平面成像系统，提供有效的红外图像细节增强技术手段，提高目标探测、搜索和识别能力。【专利说明】
本专利技术涉及，属于红外成像技术领 域。 技术背景 红外图像普遍存在着目标和场景细节不清晰的现象，这是制约红外成像质量的一 大问题。为了保证热成像系统具有较大的动态范围和温度分辨力，通常的红外焦平面探测 器的模拟输出都采用14bits或者更高的精度的AD采样和量化，同时为了兼顾常规显示模 式，又需要将14bits数据压缩为8bits或者lObits数据。目前常规采用的线性（如AGC) 和非线性变换）等增强和压缩算法，由于小目标或弱小细节所占像素或灰度级较少，经 压缩过程后往往会被归并为其它灰度并与周边背景同一化，从而在后续显示或处理过程中 就难以寻觅目标或弱小细节的踪影，即目标和细节丢失。 传统的反锐化掩模的方法在突出图像细节方面表现优越，但是由于双边滤波器本 身的缺陷，以及大动态范围图像（基图像）和小动态范围图像（细节图像）的压缩拉伸算 法的不足，使得该算法存在过增强、平坦区域噪声被放大、滤波器设计缺陷导致伪像产生和 图像的灰阶显示效果不佳等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决红外图像的目标和场景细节不清晰问题，提出一种基于正 态分布调节的热图像细节增强方法。 本专利技术方法通过平均绝对差的正态分布函数对双边滤波分离出的细节图像灰度 分布进行进一步调节，限制伪像，改善细节图像的噪声特性，得到新的细节图像，同时使用 平台直方图压缩原始图像得到基图像，其保留住场景的细节信息，然后将细节图像和基图 像合并形成输出图像。 -种基于正态分布调节的热图像细节增强方法，具体包括如下步骤： 步骤1，原始高动态范围红外图像经过双边滤波器分理出细节图像。 所述双边滤波器Φ p，，定义为 【权利要求】1. ，其特征在于：具体包括如下步骤： 步骤1，原始高动态范围红外图像经过双边滤波器分理出细节图像； 所述双边滤波器定义为(1) Gjr,)为双边滤波的距离权重因子，ft(/f ):为双边滤波器的灰度权重因子，)为窗 口选择因子，定义分别如下(2) (3) (4) 其中，下标P代表双边滤波器的滤波窗口 S的中心像素；下标q代表S内其余的像素； if为原始图像I?在q处的像素值，f为原始图像I?在P处的像素值，八为与窗口 S大 小有关的固定参数因子；％为q与p在图像中相距的距离；σ I为I?的标准差；TB为阈值； ?'(//)确定窗口内大于阈值TB的像素，自适应地改变窗口 S的大小，剔除窗口内对比中心像 素变化大于TB的像素；为保证双边滤波的效果，窗口 S最小尺寸为3X3,最大尺寸为7X7 ; 经过双边滤波器Φ"."分离，得到细节图像ID在P处像素值(5) (6) 其中，尤.为I?经过双边滤波后的图像IB在P处像素值，wp为自适应卷积系数，定义为(7) 步骤2,利用窗口 S内像素的平均绝对差lip的正态分布函数对步骤1得到的细节图像 进行滤波处理； 正态分布因子定义为： 其中，正态分布的期望μ与τΒ有关； μ = 0· 4*Tb (9) (8) (11) (10) 调节后得到的细节图像iDdh在P处的像素值/Γ为： 步骤3,采用平台直方图的方式压缩I?得到基图像，平台直方图的上限平台和下限平 台分别为?\和Τ2 ; Τι = t/Hs, T2 = t/Ht (12) 其中，t为ΙΙΝ的像素总数，Hs为ΙΙΝ的实际有效灰度级数，H t为要压缩至的灰度级数， 使用平台直方图方法压缩I?得到基图像IBpl ; IBpl = PH(Iin) (13) 采用线性因子YD拉伸细节图像IDdh得到新的细节图像IDpl ; IDpl = yD · IDdh (14) 步骤4,将步骤2得到的细节图像IDpl和步骤3得到的基图像IBpl合并成输出图像： jOpl = y Dpl+ y Bpl (15)。2. 根据权利要求1所述的，其特征在 于：线性因子YD大于1。3. 根据权利要求1所述的，其特征在 于：Ht为256级。【文档编号】G06T15/20GK104157003SQ201410343169【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日 【专利技术者】金伟其, 金明磊, 李力, 王霞, 徐超 申请人:北京理工大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于正态分布调节的热图像细节增强方法，其特征在于：具体包括如下步骤： 步骤1，原始高动态范围红外图像经过双边滤波器分理出细节图像； 所述双边滤波器φp,q定义为 Gr(rq)为双边滤波的距离权重因子，为双边滤波器的灰度权重因子，为窗口选择因子，定义分别如下其中，下标p代表双边滤波器的滤波窗口S的中心像素；下标q代表S内其余的像素；为原始图像IIN在q处的像素值，为原始图像IIN在p处的像素值，σr为与窗口S大小有关的固定参数因子；rq为q与p在图像中相距的距离；σI为IIN的标准差；TB为阈值；确定窗口内大于阈值TB的像素，自适应地改变窗口S的大小，剔除窗口内对比中心像素变化大于TB的像素；为保证双边滤波的效果，窗口S最小尺寸为3×3，最大尺寸为7×7；经过双边滤波器φp,q分离，得到细节图像ID在p处像素值其中，为IIN经过双边滤波后的图像IB在p处像素值，wp为自适应卷积系数，定义为步骤2，利用窗口S内像素的平均绝对差ηp的正态分布函数对步骤1得到的细节图像进行滤波处理； 正态分布因子定义为： 其中，正态分布的期望μ与TB有关； μ＝0.4*TB (9) 调节后得到的细节图像IDdh在p处的像素值为：步骤3，采用平台直方图的方式压缩IIN得到基图像，平台直方图的上限平台和下限平台分别为T1和T2； T1＝t/Hs，T2＝t/Ht (12) 其中，t为IIN的像素总数，Hs为IIN的实际有效灰度级数，Ht为要压缩至的灰度级数，使用平台直方图方法压缩IIN得到基图像IBpl； IBpl＝PH(IIN) (13) 采用线性因子γD拉伸细节图像IDdh得到新的细节图像IDpl； IDpl＝γD·IDdh (14) 步骤4，将步骤2得到的细节图像IDpl和步骤3得到的基图像IBpl合并成输出图像： IOpl＝γDpl+γBpl (15) 。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金伟其，金明磊，李力，王霞，徐超，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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