[发明专利]一种抑制噪声的红外图像数字细节增强方法

说明书

技术领域

本发明属于红外图像显示处理技术领域，具体涉及一种具备噪声抑制能力的高动态范围红外图像数字细节增强方法。

背景技术

随着红外探测器技术的不断发展，红外成像技术越来越广泛地应用于安防监控和疾病预防等诸多领域。与可见光图像相比，红外图像对比度弱、细节信息较少，而且红外探测器输出的模拟信号通常采样为14位精度的高动态范围数字红外图像，与大多数的8位显示系统并不兼容，不能直接用于成像显示。因此，需要将高动态范围的红外图像数据转换为适合显示的8位图像数据格式，并提升红外图像数字细节显示效果。

在多种红外图像动态范围变换细节增强显示方法中，基于分层处理的方法是目前的研究热点，该类方法应用滤波器将输入图像信号分离为低频图像信号和高频图像信号，对低频图像信号进行动态范围压缩，将高频图像信号作为细节信息直接叠加在压缩后的低频图像信号上，实现动态范围转换和细节增强。该类方法在红外图像显示方面取得了较好效果。但是，由于图像中的细节信息与噪声无本质上的明显差异，该类方法对噪声的抑制能力较弱。因此，需要提出一种能够显著提高红外图像的显示效果的细节增强显示方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提出一种具有噪声抑制能力的高动态范围红外图像数字细节增强方法，实现不同场景红外图像的自适应显示，提高图像的表现力。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种抑制噪声的红外图像数字细节增强方法，该方法包括如下步骤：

S1、输入14位原始图像，使用第一向导滤波器对14位原始图像进行滤波，得到第一低通滤波图像，使用第二向导滤波器对14位原始图像进行滤波，得到第二低通滤波图像；

S2、使用矩阵减法，将第一低通滤波图像与第二低通滤波图像相减，得到细节图像；

S3、将细节图像乘以可调细节增强系数，得到细节增强图像；

S4、使用直方图算法，将第一低通滤波图像由14位图像转换为8位图像；

S5、使用矩阵加法，将8位图像与细节增强图像相加，得到数字细节增强的8位增强图像。

进一步地，第一向导滤波器的平滑尺度系数小于第二向导滤波器的平滑尺度系数。

进一步地，第一向导滤波器的平滑尺度系数为80。

进一步地，第二向导滤波器的平滑尺度系数为800。

进一步地，可调细节增强系数的数值大于0且小于等于2。

进一步地，向导滤波器的表述如下式所示：

其中，p_i为向导图像中的一点，q_i为输出图像中对应的点，w_k为一个窗口，|w|为窗口w_k内像素的个数，i为正在处理的像素点，k为w_k窗口中每个像素点，分别为向导图像p在窗口w_k内方差，为图像p在w_k内的均值，ε为平滑尺度系数；向导图像与14位原始图像相同。

(三)有益效果

本发明提出的抑制噪声的红外图像数字细节增强方法，使用两个具有不同平滑尺度系数的向导滤波器，分别对14位原始图像进行滤波，然后通过矩阵减法得到细节图像，最后再通过矩阵加法，与转换得到的8位图像相加，由此能够实现对红外图像的噪声进行有效抑制，对数字细节进行增强。

附图说明

图1为本发明实施例红外图像数字细节增强方法的具体步骤；

图2为本发明实施例的第一低通滤波图像；

图3为本发明实施例的第二低通滤波图像；

图4为本发明实施例的细节图像

图5为本发明实施例的细节增强图像；

图6为本发明实施例的8位图像；

图7为本发明实施例的8位增强图像。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本实施例提出一种抑制噪声的红外图像数字细节增强方法，该方法的具体步骤如图1所示，包括：

S1、输入14位原始图像I，使用第一向导滤波器(平滑尺度系数ε＝80)对14位原始图像I进行滤波，得到第一低通滤波图像B1，如图2所示；使用第二向导滤波器(平滑尺度系数ε＝800)对14位原始图像I进行滤波，得到第二低通滤波图像B2，如图3所示。

其中，向导滤波器的表述如下式所示：