[发明专利]基于自适应直方图分段的红外图像增强方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于自适应直方图分段的红外图像增强方法及系统，包括自适应的将红外图像统计直方图分割为若干段，对于背景分段进行抑制，分配较小的动态范围，对于目标分段进行增强，分配较大的动态范围；根据直方图每个分段的属性分配其在增强图像中的动态范围；在所述分配的动态范围内对各分段内的灰度进行灰度映射。本发明的增强方法增强对比度高，图像清晰，视觉效果好。

技术领域

本发明涉及红外图像增强技术领域，具体地说，本发明涉及一种基于自适应直方图分段的红外图像增强技术方案。

背景技术

红外成像系统抗干扰能力强，隐蔽性能好，大气穿透能力强，能够适应多种特殊场合。但是由于红外探测器自身特性，如灵敏度高、动态范围大等特性，以及复杂工作环境中的各种噪声干扰，导致红外图像呈现出高背景，低反差的特点。具体表现为成像场景在整个红外成像系统的动态范围中只占了很小一部分，图像对比度差，模糊不清。因此需要对原始红外图像进行图像增强，从而提高红外图像的对比度，改善图像的视觉效果。

目前，主流的红外图像增强方法有局部映射法和全局映射法。二者的本质区别是是否依据局部的图像信息来指导灰度值的映射。一般而言，局部映射法能够取得较好的增强效果，这是由于全局映射法只能根据较为宏观的信息来进行图像的增强，很容易产生过度增强的问题。但是，由于局部映射法会打乱原有灰度值的顺序，而红外图像中像素的明暗代表的是温度的高低，这会对一些温度敏感的应用产生困扰。如果在全局映射法的框架下，提高增强的效果，一直以来都是一个难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外图像的增强技术方案，通过自适应的将直方图进行分段，并根据每个分段的属性判断其是属于背景还是目标，然后采取相应的不同的增强策略。经本发明处理后的图像对比度高，细节清晰，质量好。

本发明的技术方案包括一种基于自适应直方图分段的红外图像增强方法，包括以下步骤：

步骤1，将红外图像统计直方图自适应的分割为若干段，对于背景分段进行抑制，分配较小的动态范围，对于目标分段进行增强，分配较大的动态范围；

步骤2，根据直方图每个分段的平均直方图值AHV分配其在增强图像中的动态范围；

步骤3，在所述分配的动态范围内对各分段内的灰度进行灰度映射，得到增强后的红外图像。

而且，步骤1中，所述将红外图像统计直方图自适应的分割为若干段，包括以下过程，

步骤1.1，对输入的红外图像进行直方图统计，得到输入图像的直方图h(x)＝n_x，x＝0,1,…,L-1；其中n_x表示灰度值为x的灰度在图像中出现的次数，L为图像的灰度级数目；

步骤1.2，剔除直方图h(x)中为0的元素，得到非0直方图h_v(t)，设共有T个非零元素，则t＝1,2,…,T，相应数学定义如下，

步骤1.3，剔除非0直方图h_v(t)两端a×T个元素，得到新的直方图h_r(s)，相应数学定义如下，

其中，a为预设参数，表示向下取整；

步骤1.4，用方差参数为σ的高斯滤波器对h_r(s)进行滤波，参数σ为预设值；