專利名稱：基于自適應雙平臺的紅外圖像增強方法
技術領域：
本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理技術領域，涉及ー種基于自適應雙平臺的紅外圖像增強方法。
背景技術：
紅外圖像是場景熱輻射分布的成像，由于場景中的目標與背景之間的溫差相對比較小，紅外圖像最顯著特點就是“高背景低反差”，其信噪比也較可見光圖像低。因此為了能夠從紅外圖像中正確地識別出目標，提高其信噪比，必須對紅外圖像進行增強處理。直方圖均衡化是根據(jù)圖像的灰度分布信息進行灰度調(diào)整，以達到圖像增強的效果，但該方法會過度放大占有較多像素的背景和噪聲，占有像素數(shù)較少的目標和細節(jié)由于被抑制而變得模糊甚至丟失。當圖像灰度級數(shù)較少，且分布集中在低灰度值區(qū)域、存在大量像素灰度接近于零時，其均衡結果容易出現(xiàn)“過亮”現(xiàn)象。因此，直方圖均衡化并不能夠很好的增強紅外圖像，有時甚至會降低圖像的對比度；基于平臺直方圖的紅外圖像增強算法通過對統(tǒng)計直方圖設置上限平臺閾值，對圖像中占有大量像素的背景進行適度的抑制，但是平臺值確定比較困難；雙平臺直方圖均衡算法通過選擇兩個合適的平臺閾值T1和T2(其中T1 > T2)，分別作為上限平臺和下限平臺，對圖像的統(tǒng)計直方圖進行修改，然而這種雙平臺直方圖均衡算法中的平臺閾值的選取很困難，其次背景抑制效果沒有達到最佳，只對背景或噪聲中大于平臺閾值T1的灰度進行了抑制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于自適應雙平臺的紅外圖像增強方法，以解決現(xiàn)有方法中平臺閾值選取困難，背景、噪聲抑制效果不佳的問題。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于自適應雙平臺的紅外圖像增強方法步驟如下(I)通過直方圖峰值統(tǒng)計法得到雙平臺中的下限閾值tl ；(2)通過對目標區(qū)域峰值的鄰域灰度級進行局部最大值估計得到上限閾值t2 ；(3)對直方圖灰度進行等間距均衡處理，把灰度等級在整個顯示范圍內(nèi)等間距排列，從而獲得灰度連續(xù)的紅外圖像。進ー步的，所述步驟(I)中直方圖峰值統(tǒng)計法為首先尋找圖像在直方圖上的最低灰度級min ;其次,將i遍歷所有大于min的灰度級,斜率·s~(0 =ヒ處' hls<jmn)，i e [min,
max]，將i遍歷所有大于min的灰度級,則斜率最大者對應的灰度級為背景峰值所對應的灰度級Btl,式中his (i)和his (min)分別為灰度級i和min對應的像素數(shù)；目標區(qū)域下限閾值h = Bjn，其中η為0-10之間的隨機整數(shù)，η為可調(diào)整參數(shù)。進ー步的,所述步驟(2)中局部最大值估計法的步驟如下(a)由最高灰度級H向低灰度級遍歷求得目標峰值點，大致確定目標區(qū)域所包括的灰度級范圍；(b)在目標區(qū)域灰度級范圍內(nèi)任意采集I個點；(C)計算以該點為中心的十字形窗ロ，其中十字形窗ロ的縱向和橫向的長度為k，內(nèi)灰度值的中值/(O (k=3,5,7,9···)；⑷重復(b)(c)步驟
k次，得到k個中值；(e)對得到的k個中值進行排序，得到最大值Mmax就是我們所要求取的上限閾值t2。進ー步的，所述步驟(3)在分段線性變換處理的基礎上再進行灰度間距的均衡處理，具體步驟為1)對處理后的有效灰度級數(shù)目Le進行統(tǒng)計
權利要求
1.一種基于自適應雙平臺的紅外圖像增強方法，其特征在于，該方法的步驟如下 (1)通過直方圖峰值統(tǒng)計法得到雙平臺中的下限閾值tl； (2)通過對目標區(qū)域峰值的鄰域灰度級進行局部最大值估計得到上限閾值t2； (3)對直方圖灰度進行等間距均衡處理，把灰度等級在整個顯示范圍內(nèi)等間距排列，從而獲得灰度連續(xù)的紅外圖像。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)中直方圖峰值統(tǒng)計法為首先尋■找圖像在直方圖上的最低灰度級min ;其次,將i遍歷所有大于min的灰度級,斜率
3.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中局部最大值估計法的步驟如下(a)由最高灰度級H向低灰度級遍歷求得目標峰值點，大致確定目標區(qū)域所包括的灰度級范圍；(b)在目標區(qū)域灰度級范圍內(nèi)任意采集I個點；(c)計算以該點為中心的十字形窗ロ，其中十字形窗ロ的縱向和橫向的長度為k，內(nèi)灰度值的中值
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)在分段線性變換處理的基礎上再進行灰度間距的均衡處理，具體步驟為1)對處理后的有效灰度級數(shù)目Le進行統(tǒng)計
全文摘要
本發(fā)明涉及基于自適應雙平臺的紅外圖像增強方法，該方法首先通過直方圖峰值統(tǒng)計方法得到雙平臺中的下限閾值t1，它代表圖像背景與目標區(qū)域的分界點；然后通過對目標區(qū)域峰值的鄰域灰度級進行局部最大值估計法獲得上限閾值t2，它代表目標區(qū)域和過渡區(qū)域的分界點；最后對直方圖灰度進行等間距均衡處理，把灰度等級在整個顯示范圍內(nèi)等間距排列，從而獲得灰度連續(xù)的紅外圖像；本方法通過自適應的選擇平臺閾值，從整體和局部兩個方面考慮了紅外圖像及其直方圖特性，不但可以整體分段調(diào)配灰度范圍，改善圖像適用性，并且能夠根據(jù)局部各段特點做直方圖自適應修正，突出細節(jié)，能夠?qū)υ技t外圖像有較為明顯的增強效果。
文檔編號G06T5/40GK102693531SQ201210007479
公開日2012年9月26日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權日2012年1月11日
發(fā)明者孫士保, 張曉玲, 李春愛, 楊春蕾, 趙旭輝 申請人:河南科技大學