[发明专利]基于实时均衡红外图像细节增强算法

说明书

技术领域

本发明涉及红外成像技术领域，尤其是一种基于实时均衡红外图像细节增强算法。 

背景技术

现在高性能红外热像仪能够输出动态范围很大的原始图像数据(12～14bit)，超出一般显示设备的动态范围(0～8bit)。当获得大动态范围的原始图像后，必须进行重新映射，将其动态范围压缩以便于显示。目前常用的处理手段包括对比度增强、自动增益控制和直方图均衡处理。 

红外图像对比对增强方法大多针对低动态范围图像数据，且仅仅考虑到实时系统中的应用。对比度改善与细节增强应该针对原始的高动态范围才更有意义。因为通过A/D采样得到的原始图像信号中包括了场景中最完整的信息，且存在许多微弱的细节信息。 

自动增益控制与直方图均衡是红外成像系统中使用最广泛的图像显示技术，自动增益控制首先剔除场景中的极端值，然后将整体的动态范围线性映射到8位，这种粗暴的压缩必然会导致大量微小细节的损失。直方图均衡将图像的灰度映射函数采用原始图像的累积分布函数，通过直方图均衡后图像的像素分布近似满足均匀分布，所以直方图均衡更加强调出现频率较大的灰度级，经过直方图均衡的图像不可避免地出现过增强，均匀区域噪声放大漂白效应等问题。 

考虑到自动增益控制与直方图均衡方法的不足，许多更加复杂的方法被提出如Retinex4,但这些方法主要是针对可见光图像。即对于可见光图像具有良好的效果，而对红外图像效果不佳，特别是噪声放大的问题，基于分层处理框架的算法在该类方法中能取得比较好的效果，其主要思想是将图像分成细节层和基本层，然后分别加以处理，该方法效果较为理想但是运算量大且易产生梯度翻转现象。 

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种具有较好的对比度和适时性的基于实时均衡红外图像细节增强算法。 

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种基于实时均衡红外图像细节增强算法，首先采用线性映射将原始14位映射到10位，并利用快速双边滤波用于图像平滑、噪声抑制、细节提取，然后在10位数据上分两步处理，第一步采用线性对比度增强将10位红外图像映 射到8位图像Img1；第二步采用改进的平台直方图均衡将10位图像映射到8位Img2；再根据输入图像的灰度级范围动态确定映射图像Img1和Img2的权值；最后以确定的权值将Img1，Img2合并，得到最终细节增强的图像。 

作为优选，所述快速双边滤波处理采用以下方式：