[发明专利]一种红外图像条纹噪声滤波方法

说明书

技术领域

本发明属于红外图像处理技术领域，具体涉及一种红外图像条纹噪声滤波方法。

背景技术

红外焦平面成像系统是红外成像技术发展的方向，是红外成像系统的核心器件。红外焦平面成像装置，如热像仪，通常会受到各种各样噪声的干扰，而噪声又会影响红外图像的质量。因此为了提高视觉效果，需要使用滤波技术对红外图像的噪声进行处理。

红外焦平面探测器一般含有多个放大器，探测器一行或一列输出共用一个放大器，因此会产生横向或纵向的非均匀性条纹，这种条纹噪声作为一种特殊的非均匀性噪声，在红外焦平面成像系统中尤为突出，普通的一点非均匀性校正或两点非均匀性校正方法都无法滤除此种噪声。

因此，红外焦平面的图像需要进行专门的条纹噪声处理工作，以减少噪声，提高图像质量。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足，设计一种基于引导滤波技术的红外图像条纹噪声滤波方法，旨在处理红外焦平面成像系统中红外图像上的条纹噪声，改善红外系统成像质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种红外图像条纹噪声滤波方法，包括以下步骤：

1)输入图像

接收红外焦平面探测器输出的经过预处理后的红外图像数据作为输入图像I_in，所述的输入图像是红外焦平面探测器输出并经过图像预处理之后的图像数据；

2)引导滤波

输入图像Iin经过引导滤波器处理，得到输入图像Iin的基图，所述的引导滤波是对引导图像G进行线性变换，得到输出图像I_out的图像处理方法，所述的引导图像G与输入图像Iin相同；

3)计算列均值

将输入图像I_in的每行或/和每列像素均值减去该基图图像的每行或/和每列像素均值，得到输入图像I_in的每行或/和每列像素的条纹噪声叠加量，所述的基图q_base为输入图像I_in经过引导滤波处理后的图像；

4)输出图像

输入图像I_in的像素值减去该像素所在行或/和列的条纹噪声叠加量，就得到红外图像去条纹噪声处理之后的输出图像I_out。

进一步，所述步骤1)中的预处理是对红外焦平面探测器输出的原始红外图像进行一点或两点非均匀性校正处理和图像坏元替换处理，以减少原始图像当中的非均匀性噪声和探测器坏元产生的图像上的奇异点。

进一步，所述的引导滤波的图像处理方法的计算公式为：

其中，pi为输入图像Iin在第i个像素的像素值；qi为输入的像素Pi经过变换之后得到的像素值；Ii是引导图像G的像素值；uk是引导图像G在r×r正方形滑动窗口中的平均值；是引导图像G在r×r正方形滑动窗口中的方差；是输入图像Iin在r×r正方形滑动窗口中的平均值；是正方形滑动窗口包含像素的个数；ε为一个设定的值，决定了引导滤波的滤波强度。

进一步，所述的引导图像G与输入图像I_in相等，即I_i＝P_i，所述的引导滤波系数计算公式可以变换为：

进一步，所述步骤2)中的输入图像I_in的基图q_base的计算公式为：

进一步，所述步骤3)中的输入图像I_in的每行或/和每列像素的条纹噪声叠加量是一维的数组{m₁，m₂，m₃，m₄，……，m_i-2，m_i-1，m_i}，i为输入图像的总的行或/和列数。m₁表示第1行或/和列的噪声叠加量，m₂表示第2行或/和列的噪声叠加量，以此类推，m_i表示图像最后一行或/和列的噪声叠加量。

进一步，所述步骤4)中的输出图像I_out的像素值计算公式为：

q_x,y＝p_x,y-(m_x-n_x)