[发明专利]一种基于各向异性扩散的气体红外图像增强方法

权利要求书

1.基于各向异性扩散的气体红外图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：使用中波或长波红外气体泄漏云团成像仪拍摄气体泄漏视频序列图像，获取气体红外图像序列：

第二步：将获取的当前帧和前N帧视频图像进行对比度拉伸预处理；

第三步：根据当前帧的图像数据扩展气体云团区域；

第四步：根据第三步中扩展后的当前帧和前N帧的图像数据定位气体云团坐标；

第五步：根据第二步中当前帧的图像数据增强背景图像的细节；

第六步：根据第四步确定的气体云团定位坐标与第五步中当前帧背景图像的相应位置彩色化渲染气体云团。

2.如权利要求1所述的基于各向异性扩散的气体红外图像增强方法，其特征在于，第二步中所述的对比度拉伸预处理方法采用直方图均衡或非线性对比度拉伸，保证之后的处理算法充分发挥增强作用。

3.如权利要求1所述的基于各向异性扩散的气体红外图像增强方法，其特征在于，第三步中所述的扩展气体云团区域采用正向各向异性扩散方法，扩展图像中表征较高气体浓度的低灰度值区域，并去除噪声。

4.如权利要求1或2或3所述的基于各向异性扩散的气体红外图像增强方法，其特征在于，第四步中所述定位气体云团坐标采用如下方法：首先在气体云团扩展结果的基础上，进行帧差和积分处理，帧差步调和累加次数根据视频采集现场环境的风速以及对处理效果的要求进行设定；初步提取气体云团目标，并增强运动的气体云团的信号强度；然后采用K均值聚类进一步区分气体云团与背景噪声，K均值聚类方法是根据图像像素点的灰度值大小和彼此之间的空间距离，将像素点进行区域性分割，使得灰度值差别小且距离相近的像素点聚合为同一类别；最后获得准确的气体云团区域，记录气体云团在图像中的位置坐标。

5.如权利要求1或2或3所述的基于各向异性扩散的气体红外图像增强方法，其特征在于，第五步所述背景图像增强是采用双向各向异性扩散方法对当前帧图像进行选择性扩散，在灰度值平坦区域进行正向扩散，降低图像噪声，在灰度值变化剧烈的边缘处进行反向扩散，增强背景细节。

6.如权利要求1或2或3所述的基于各向异性扩散的气体红外图像增强方法，其特征在于，第六步所述气体云团彩色化渲染方法是将原处理结果的灰度图像转为RGB颜色空间的彩色图像，然后按照已确定的气体云团坐标，在增强后的背景图像的相应位置赋予用户所选择的颜色，使得彩色化后的气体云团在黑白红外背景图像中更为突出，提高气体云团的可判读性，利于人眼快速探测到气体泄漏时形成的气体云团。