[发明专利]一种提高偏振红外热成像仪图像质量的方法及系统

权利要求书

1.一种提高偏振红外热成像仪图像质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于红外热成像仪和偏振片拍摄不同偏振方向的图像；

对不同偏振方向的图像进行融合，得到融合图像；

基于图像质量评价函数评价融合前后的图像并定量判断图像质量的提升结果；

所述基于红外热成像仪和偏振片拍摄不同偏振方向的图像这一步骤，其具体包括：

不加偏振片并基于商品级红外热成像仪拍摄无偏振图像；

添加偏振片并按照预设角度逐次旋转偏振片后基于商品级红外热成像仪拍摄不同偏振方向的图像；

得到多个不同偏振方向的图像；

所述对不同偏振方向的图像进行融合，得到融合图像这一步骤，其具体包括：

将不同偏振方向的图像分别进行多尺度分解，得到对应数量的分量图像；

将分量图像按层进行融合，得到分量的融合图像；

对分量的融合图像进行逆变换，得到融合图像；

所述将不同偏振方向的图像分别进行多尺度分解，得到对应数量的分量图像这一步骤，其具体包括：

对不同偏振方向的图像进行非下采样金字塔分解，得到不同频段的图像；

基于多方向滤波器对各层中的高频图像进行多方向滤波，分解得到各层图像的高频方向图像；

根据各层图像的高频方向图像得到分量图像；

所述将分量图像按层进行融合，得到分量的融合图像这一步骤，其具体包括：

计算分量图像中各层图像的显著性值，并得到图像的显著性值矩阵F；

对于每一张图像，将其每个像素点的显著性值定义为：

其中g(x,y)为图像中坐标为(x,y)的像素点所具有的灰度值；

对所有显著性值矩阵F按照预设规则处理，使得显著性值矩阵F中每个元素的值均在区间[0，1]中；

对所有显著性值矩阵F进行一定的数学处理：依次取k组图像中对应层的两张图像的显著性值矩阵F₁、F₂……F_k，比较这k个矩阵的所有元素并找出最大值f_max，对k个显著性值矩阵进行操作：

F₁＝F₁÷f_max

F₂＝F₂÷f_max

F_k＝F_k÷f_max

记k张对应图像的灰度值矩阵为G₁、G₂……G_k，显著性值矩阵为F₁、F₂……F_k，令G_sum＝G₁+G₂+……+G_k，融合后图像的灰度值矩阵为G’，则有：

根据显著性值矩阵F将分量图像中对应层的图像分别进行融合；

对各层图像完成融合后，得到一组新的分量的融合图像。

2.根据权利要求1所述一种提高偏振红外热成像仪图像质量的方法，其特征在于，所述基于图像质量评价函数评价融合前后的图像并定量判断图像质量的提升结果这一步骤，其具体包括：

确定待评价图像，包括无偏振图像、不同偏振角度的图像和融合图像；

依次计算无偏振图像、不同偏振角度的图像和融合图像中各个图像的对比度参数，得到评分；

根据评分归纳融合图像相比于无偏振图像的提升结果。

3.根据权利要求1所述一种提高偏振红外热成像仪图像质量的方法，其特征在于，所述将不同偏振方向的图像分别进行多尺度分解，得到对应数量的分量图像这一步骤，其具体包括：

基于高斯核对不同偏振方向的图像进行n次高斯模糊处理，得到由(n+1)张不同大小的图像组成高斯金字塔；

对高斯金字塔的各层图像按照预设规则进行插值膨胀处理，得到n层预测图像；

将n层预测图像与高斯金字塔中相同大小的图像作差，得到由n张差值图像组成的拉普拉斯金字塔；

将高斯金字塔中最小的一层图像作为拉普拉斯金字塔的第(n+1)张图像；

根据拉普拉斯金字塔内的图像得到分量图像。

4.一种提高偏振红外热成像仪图像质量的系统，其特征在于，应用于如权利要求1所述的方法，包括以下模块：

拍摄模块，基于商品级红外热成像仪和偏振片拍摄不同偏振方向的图像；

融合模块，用于对不同偏振方向的图像进行融合，得到融合图像；

评价模块，基于图像质量评价函数评价融合图像并定量判断图像质量的提升结果。