[发明专利]一种基于补偿系数拟合的红外图像光斑去除方法

说明书

本发明公开的一种基于补偿系数拟合的红外图像光斑去除方法，属于图像处理领域。本发明实现方法为：根据矩阵低秩分解计算得到光斑模板图像；使用阈值分割以及连通块搜索技术检测得到光斑位置的采样点集，所述光斑位置的采样点集包括光斑位置点集及与所述斑位置点集相邻的点集；使用系数拟合方法结合上述的光斑模板以及采样点集，计算拟合得到图像的补偿系数；使用补偿系数以及光斑模板对当前红外图像进行线性补偿，得到去除光斑后的红外图像。本发明能够去除红外图像中的光斑，提高红外相机成像质量，且本发明不仅能够去除小面积光斑，还能去除面积较大的光斑。

技术领域

本发明涉及一种光斑去除方法，特别涉及一种基于补偿系数拟合的红外图像光斑去除方法，属于图像处理领域。

背景技术

随着红外成像技术的发展，越来越多的红外成像技术运用到各行各业，涉及监控，消防和军事等各个方面。对于非制冷红外成像设备，一般都装配有用于过滤红外光的锗窗。然而，由于制造工艺的限制，锗窗上经常附着有大小不一的灰尘。这些灰尘使得锗窗对应位置的透光程度不均匀，最终导致红外图像中存在强度不同的光斑。这些光斑严重影响了成像质量以及观感体验，因此，光斑去除是提高红外成像质量的重要方法之一。

对于红外图像光斑去除，国内外对这一问题的研究较少。目前可用的光斑去除方法主要是针对红外图像的去噪方法。针对红外图像的去噪方法以基于小波变换的去噪方法(Ni C,Li Q,Xia L Z.A novel method of infrared image denoising and edgeenhancement.Signal Processing,2008,88(6):1606-1614.)为代表，该方法利用小波变换和图像的局部奇异性建立联合模型，通过边缘的几何连续特性对图像边缘进行更新，同时在小波扩散中引入双向扩散技术以消除噪声；该方法在去除光斑过程中可能会造成图像在相应位置的信息丢失。此外，该方法可以去除面积较小的光斑，但是对于面积较大的光斑效果较差。

发明内容

本发明公开的一种基于补偿系数拟合的红外图像光斑去除方法，要解决的技术问题是：去除红外图像中的光斑，提高红外相机成像质量，且本发明不仅能够去除小面积光斑，还能去除面积较大的光斑。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种基于补偿系数拟合的红外图像光斑去除方法，根据矩阵低秩分解计算得到光斑模板图像；使用阈值分割以及连通块搜索技术检测得到光斑位置的采样点集；使用系数拟合方法结合上述的光斑模板以及采样点集，计算拟合得到图像的补偿系数；使用补偿系数以及光斑模板对当前红外图像进行线性补偿，得到去除光斑后的红外图像。

本发明公开的一种基于补偿系数拟合的红外图像光斑去除方法，包括以下步骤：

步骤一、根据矩阵低秩分解计算得到光斑模板图像。

采集红外成像设备的标定图像C，标定图像C是背景图像B与光斑模板图像E的线性叠加，即

C＝B+E (1)

根据矩阵低秩分解求解以下能量函数，迭代计算得到光斑模板图像E。

其中，|| ||_F代表Frobenius范数，|| ||_*代表核范数，|| ||₁代表1范数。μ和λ是控制能量项权重的参数。

步骤二、使用阈值分割以及连通块检测得到光斑位置的采样点集，所述光斑位置的采样点集包括光斑位置点集及与所述斑位置点集相邻的点集。