[发明专利]一种基于时空非局部相似性与HOSVD投影的红外DTDI成像方法

说明书

本发明公开了一种基于时空非局部相似性与HOSVD投影的红外DTDI成像方法，包括：根据红外DTDI图像序列中相邻两帧之间的像素偏移和目标场景，获得图像张量；将图像张量中的每一帧图像进行加权平均，获得去噪处理后的单帧图像；将图像张量中的每一帧图像进行去噪，获得预去噪后的图像序列；将单帧图像切分为多个参考图像块；将获取的第一三维图像块张量进行HOSVD分解，获得HOSVD变换基；将获取的第二三维图像块张量投影至所述HOSVD变换基上，获得核心张量；对获得的核心张量进行硬阈值操作；对硬阈值操作后的核心张量进行变换基重构，获得去噪后的图像块张量。应用本发明实施例，将红外DTDI图像序列各帧间以及帧内的非局部相似信息进行了充分利用。

技术领域

本发明涉及红外成像技术领域，尤其涉及一种基于时空非局部相似性与HOSVD投影的红外DTDI成像方法。

背景技术

红外DTDI(数字域时间延迟积分，Digital Time Delay and Integration)技术不仅能够在不牺牲成像系统空间分辨率的情况下获得较高的探测灵敏度，而且具有增加成像系统信噪比及提高探测器响应均匀性的特性，使其在空间红外遥感应用中得到广泛应用。但在目前实际应用中，由于普通红外DTDI成像系统仅利用了各帧扫描图像序列间相同目标场景的低秩信息，未能将各帧图像帧内以及相邻帧之间的非局部相似信息进行充分利用。因此，对系统整体信噪比的提升受到一定限制。此外，红外DTDI成像系统工作时，要求扫描速率和传感器曝光的速率严格同步，否则由此造成的同步偏差将会降低成像系统的成像质量。但实际成像系统中扫描速度失配情况不可能完全避免，因此整体成像质量也受到一定限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于时空非局部相似性与HOSVD投影的红外DTDI成像方法，旨在解决现有之不足，本发明不仅能够有效利用红外DTDI成像系统中各帧扫描图像序列间相同目标场景的低秩信息，更能将红外DTDI图像序列各帧间以及帧内的非局部相似信息进行充分利用。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于时空非局部相似性与HOSVD投影的红外DTDI成像方法，所述方法包括：

根据红外DTDI图像序列中相邻两帧之间的像素偏移和目标场景，获得图像张量；

将所述图像张量中的每一帧图像进行加权平均，获得去噪处理后的单帧图像；

将图像张量中的每一帧图像进行去噪，获得预去噪后的图像序列；

将单帧图像切分为多个参考图像块；

针对每一个参考图像块执行步骤：

在预去噪后的图像序列中的每一帧图像中搜索相似的图像块，并将所搜索的图像块组成第一三维图像块张量；

根据所搜索的相似图像块位置信息，在所述图像张量中搜索相应的含噪图像块，并将所述搜索的含噪图像块组成第二三维图像块张量；

将获取的第一三维图像块张量进行HOSVD分解，获得HOSVD变换基；

将获取的第二三维图像块张量投影至所述HOSVD变换基上，获得核心张量；

对获得的核心张量进行硬阈值操作；

对硬阈值操作后的核心张量进行变换基重构，获得去噪后的图像块张量。

一种实现方式中，所述根据红外DTDI图像序列中相邻两帧之间的像素偏移和目标场景，获得图像张量的步骤包括：

根据红外DTDI成像系统的扫描速度、积分时间、及像元大小，计算相邻两帧DTDI图像序列之间的像素偏移；

根据像素偏移，依次提取出每一集DTDI含噪图像中的相同目标场景图像，并组成图像张量。

一种实现方式中，所述将单帧图像切分为多个参考图像块的步骤为：