[发明专利]基于概率序列的高精度红外图像数据转换方法

说明书

技术领域

本发明属于数字红外图像处理技术领域，尤其涉及一种基于概率序列的高精度红外图像数据转换方法。

背景技术

由于红外成像具有被动工作、抗干扰性强、目标识别能力强、全天候工作等特点，已被广泛应用于军事侦察、监视和制导等方面。红外图像表征景物的红外辐射分布，主要决定于景物的发射率和温度分布，其灰度波动来源于大背景辐射中的景物各个部分辐射强弱的变化。在红外成像过程中通过温度传感器把温度信息转变为电压信号，然后通过8位的模数转换器为8位数字信号，经过非均匀性校正和盲元替换后得到红外数据,然后从红外数据生成红外图像。

近年来，由于电子技术的发展和采样精度的要求，在红外热成像系统中8位的模数转换器逐渐被14或16位的模数转换器所取代，进而采集到的是14或16位红外数据。从这些原始红外数据映射为可见的红外图像有两种思路：一是利用现有的14位或16位红外数据进行伪彩色变换增加感观效果；另一种方法是对14位或16位红外数据进行某种映射转变为8位的256灰度级图像，然后对256灰度级图像进行增强以满足实际应用的需要。对于前者，由于红外数据分布集中，转变为伪彩色后各像素点色彩比较接近，目标识别效果并不明显。目前主要用的方法是映射转变为256灰度级图像的线性变换。但生成8位灰度图像由于场景中目标和背景固有特性等因素的干扰，使红外图像具有对比度较差、边缘模糊、信噪比偏低缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于概率序列的高精度红外图像数据转换方法，采用此方法变换后的图像对比度高，视觉效果好。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于概率序列的高精度红外图像数据转换方法，该方法的步骤如下：

（1）通过统计法得到红外图像中每个灰度级的概率；

（2）通过筛选法得到红外图像中出现频率最高的256个灰度级；

（3）对红外图像中其余灰度级按最小距离准则映射到附近灰度级中；

（4）把出现频率最高的256个灰度级映射到0～255，从而获得灰度连续的红外图像。

所述步骤（1）中红外图像中灰度级概率统计法为：首先，对14位红外图像数据中出现的灰度级数目和每个灰度级出现的频率进行统计，                                                ，其中表示14位红外图像数据中数量级出现的频率，表示14位红外图像数据的行数，表示14位红外图像数据的列数，，表示14位红外图像数据中点处的值；其次，对进行归一化处理：。

所述步骤（2）中筛选法得到红外图像中出现频率最高的256个灰度级的步骤如下：，表示14位红外数据中数量级概率最大的256个数量级，存储中256个值的下标；表示256个最大的。

所述步骤（4）获得灰度连续的红外图像步骤为：首先，求14位数据到8位数据的映射关系，除上述已被映射的256个数量级外，其它数量级映射到它最邻近已被映射数量级的映射上，然后，求转换后图像，从而获得灰度连续的红外图像。

本发明带来的有益效果为：针对出现最大值和最小值差大于500个数量级，且背景和噪声占有的动态范围大，而目标区占有动态范围小特点的高精度红外数据，该转换方法保留红外数据中频率最高的最重要的256个数量级，而合并其它背景和噪声等无用的数量级，使得变换后的图像局部细节得到保留、对比度高、得到较好的视觉效果，具有较广泛的实用价值。

附图说明

图1为本实施例所选图像的红外数据直方图；

图2为经过线性变换后的图像；

图3为图1经过线性变换后的直方图；

图4为经过本发明的方法变换后的图像；

图5为图1经过本发明的方法变换后的直方图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

一种基于概率序列的高精度红外图像数据转换方法，其步骤如下：

（1）通过统计法得到红外图像中每个灰度级的概率；

（2）通过筛选法得到红外图像中出现频率最高的256个灰度级；

（3）对红外图像中其余灰度级按最小距离准则映射到附近灰度级中；

（4）把出现频率最高的256个灰度级映射到0～255，从而获得灰度连续的红外图像。

详细步骤如下：

1）通过统计法得到红外图像中每个灰度级的概率