CN109712101A - 红外图像增强方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外图像增强方法，根据实际检测环境和能否确定红外图像中含有待测目标联合确定选取的图像增强方法，其中图像增强方法包括通过对红外图像做直方图统计的上限/下限/上下限灰度值截断三种，另外，在通过上限/下限/上下限灰度值截断实现图像增强的过程中，截断灰度值通过待测目标或预测的待测目标占红外图像的比例确定。该红外图像增强方法能够选择更合理的图像增强方式，得到的灰度值压缩后的图像更利于后期的目标检测与识别。

Description

红外图像增强方法

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别提供了一种红外图像增强方法。

背景技术

目前采用的红外图像增强方法为设定两个阈值，分别为第一阈值和第二阈值，统计灰度直方图后，对每阶灰度值对应的像素个数判别，个数大于第一阈值的，将该灰度值对应个数改为第一阈值；个数小于第二阈值的，将该灰度值对应个数改为第二阈值；个数在第二阈值和第一阈值之间的不变。该方法的效果好坏与阈值的选取有非常直接的关系，并且对于不管能否确定红外图像中含有待测目标均采用同一种方法做图像增强并不合理。

因此，如何对现有的红外图像增强方法进行改进，以清晰显示红外图像中的检测目标，成为人们亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种红外图像增强方法，针对不同检测环境，能否确定红外图像中含有待测目标，给出不同的图像增强方法，同时，在图像增强方法中，结合待测目标或预测的待测目标占红外图像的比例信息，找到合理的灰度截断值，以最大程度排除干扰并最小程度压缩疑似目标区域的灰度动态范围。

本发明提供的技术方案是：红外图像增强方法，用于压缩红外图像的灰度值范围，以清晰显示红外图像中的待测目标，包括如下步骤：

S1：接收待测目标实际检测环境信息、能否确定红外图像中含有待测目标的信息及待测目标或预测的待测目标占红外图像的比例信息a，其中，0.2<a<0.8；

S2：根据待测目标实际检测环境信息、能否确定红外图像中含有待测目标的信息确定选择的图像增强方法：当待测目标实际检测环境信息为低温环境检测高温目标且不确定红外图像中含有待测目标时，执行S3，当待测目标实际检测环境信息为高温环境检测低温目标且不确定红外图像中含有待测目标时，执行S5，当待测目标实际检测环境信息为高温环境检测低温目标或低温环境检测高温目标且确定红外图像中含有待测目标时，执行S4；

S3：对红外图像做直方图统计的下限灰度值截断

S31：对所述红外图像做直方图统计；

S32：计算直方图下限截断比例A，其中，A的取值范围为0.1～(0.9-a)，a为预测的待测目标占红外图像的比例；

S33：按像素值从小到大的方向，逐个累加各像素在直方图统计中的个数并计算累加结果sum1占图像中像素总数的比例，当计算得到的比例超过A时，停止累加，并记录累加到的像素值Ygray1；

S34：将红外图像中像素值小于Ygray1的像素的像素值用Ygray1覆盖，之后，对新图像的灰度最大最小值做归一化处理，达到图像增强的效果；

S4：对红外图像做直方图统计的上下限灰度值截断

S41：对所述红外图像做直方图统计；

S42：设定直方图下限截断比例A和上限截断比例B，其中，当待测目标实际检测环境信息为低温环境检测高温目标时，A的取值范围为0.1～(0.9-a)，B的取值范围为0.1～(a-0.1)，且(A+B)≦(1-a)；当待测目标实际检测环境信息为高温环境检测低温目标时，A的取值范围为0.1～(a-0.1)，B的取值范围为0.1～(0.9-a)，且(A+B)≦(1-a)；a为待测目标占红外图像的比例；

S43：按像素值从小到大的方向，逐个累加各像素在直方图统计中的个数并计算累加结果sum1占图像中像素总数的比例，当计算得到的比例超过A时，停止累加，并记录累加到的像素值Ygray1，同时，按像素值从大到小的方向，逐个累加各像素在直方图统计中的个数并计算累加结果sum2占图像中像素总数的比例，当计算得到的比例超过B时，停止累加，并记录累加到的像素值Ygray2；

S44：将红外图像中像素值小于Ygray1的像素的像素值用Ygray1覆盖，将红外图像中像素值大于Ygray2的像素的像素值用Ygray2覆盖，之后，对新图像的灰度最大最小值做归一化处理，达到图像增强的效果；

S5：对红外图像做直方图统计的上限灰度值截断

S51：对所述红外图像做直方图统计；

S52：设定直方图上限截断比例B，其中，B的取值范围为0.1～(0.9-a)，a为预测的待测目标占红外图像的比例；

S53：按像素值从大到小的方向，逐个累加各像素在直方图统计中的个数并计算累加结果sum2占图像中像素总数的比例，当计算得到的比例超过B时，停止累加，并记录累加到的像素值Ygray2；

S54：将红外图像中像素值大于Ygray2的像素的像素值用Ygray2覆盖，之后，对新图像的灰度最大值做归一化处理，达到图像增强的效果。

本发明提供的红外图像增强方法，利用实际检测环境信息与能否确定红外图像中含有待测目标的先验知识，可相应选择合适的灰度值截断方法实现图像增强，具体地：包括对红外图像做直方图统计的上限/下限/上下限灰度值截断三种方法，另外，在通过上限/下限/上下限灰度值截断实现图像增强的过程中，截断灰度值通过待测目标或预测的待测目标占红外图像的比例确定，能够最大程度排除干扰并最小程度压缩疑似目标区域的灰度动态范围，最终可实现图像增强效果、更清晰显示红外图像中的检测目标，利于后期目标的进一步检测与识别。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。

本发明提供了一种红外图像增强方法，用于压缩红外图像的灰度值范围，以清晰显示红外图像中的待测目标，包括如下步骤：

S1：接收待测目标实际检测环境信息、能否确定红外图像中含有待测目标的信息及待测目标或预测的待测目标占红外图像的比例信息a，其中，0.2<a<0.8；

S2：根据待测目标实际检测环境信息、能否确定红外图像中含有待测目标的信息确定选择的图像增强方法：当待测目标实际检测环境信息为低温环境检测高温目标且不确定红外图像中含有待测目标时，执行S3，当待测目标实际检测环境信息为高温环境检测低温目标且不确定红外图像中含有待测目标时，执行S5，当待测目标实际检测环境信息为高温环境检测低温目标或低温环境检测高温目标且确定红外图像中含有待测目标时，执行S4；

S3：对红外图像做直方图统计的下限灰度值截断

S31：对所述红外图像做直方图统计；

S32：计算直方图下限截断比例A，其中，A的取值范围为0.1～(0.9-a)，a为预测的待测目标占红外图像的比例；

S33：按像素值从小到大的方向，逐个累加各像素在直方图统计中的个数并计算累加结果sum1占图像中像素总数的比例，当计算得到的比例超过A时，停止累加，并记录累加到的像素值Ygray1；

S34：将红外图像中像素值小于Ygray1的像素的像素值用Ygray1覆盖，之后，对新图像的灰度最大最小值做归一化处理，达到图像增强的效果；

S4：对红外图像做直方图统计的上下限灰度值截断

S41：对所述红外图像做直方图统计；

S42：设定直方图下限截断比例A和上限截断比例B，其中，当待测目标实际检测环境信息为低温环境检测高温目标时，A的取值范围为0.1～(0.9-a)，B的取值范围为0.1～(a-0.1)，且(A+B)≦(1-a)；当待测目标实际检测环境信息为高温环境检测低温目标时，A的取值范围为0.1～(a-0.1)，B的取值范围为0.1～(0.9-a)，且(A+B)≦(1-a)；a为待测目标占红外图像的比例；

S43：按像素值从小到大的方向，逐个累加各像素在直方图统计中的个数并计算累加结果sum1占图像中像素总数的比例，当计算得到的比例超过A时，停止累加，并记录累加到的像素值Ygray1，同时，按像素值从大到小的方向，逐个累加各像素在直方图统计中的个数并计算累加结果sum2占图像中像素总数的比例，当计算得到的比例超过B时，停止累加，并记录累加到的像素值Ygray2；

S44：将红外图像中像素值小于Ygray1的像素的像素值用Ygray1覆盖，将红外图像中像素值大于Ygray2的像素的像素值用Ygray2覆盖，之后，对新图像的灰度最大最小值做归一化处理，达到图像增强的效果；

S5：对红外图像做直方图统计的上限灰度值截断

S51：对所述红外图像做直方图统计；

S52：设定直方图上限截断比例B，其中，B的取值范围为0.1～(0.9-a)，a为预测的待测目标占红外图像的比例；

S53：按像素值从大到小的方向，逐个累加各像素在直方图统计中的个数并计算累加结果sum2占图像中像素总数的比例，当计算得到的比例超过B时，停止累加，并记录累加到的像素值Ygray2；

S54：将红外图像中像素值大于Ygray2的像素的像素值用Ygray2覆盖，之后，对新图像的灰度最大值做归一化处理，达到图像增强的效果。

该红外图像增强方法，利用实际检测环境信息与能否确定红外图像中含有待测目标联合确定选取的图像增强方法，更利于目标的检测与识别，具体地：当待测目标实际检测环境信息为低温环境检测高温目标且不确定红外图像中含有待测目标时，采用对红外图像做直方图统计的下限灰度值截断的方法来压缩图像的灰度动态范围；当待测目标实际检测环境信息为高温环境检测低温目标且不确定红外图像中含有待测目标时，采用对红外图像做直方图统计的上限灰度值截断的方法来压缩图像的灰度动态范围；当待测目标实际检测环境信息为高温环境检测低温目标或低温环境检测高温目标且确定红外图像中含有待测目标时，采用对红外图像做直方图统计的上下限灰度值截断的方法来压缩图像的灰度动态范围，最终达到去除红外图像内噪声干扰，图像增强的效果。

该红外图像增强方法，能够根据实际检测环境和能否确定红外图像中含有待测目标联合确定选取的图像增强方法，能够根据待测目标或预测的待测目标占红外图像的比例选取合适的上下限截断比例，使图像增强的方式更合理，得到灰度值压缩后的图像更利于后期的目标检测与识别。

Claims (1)

1.红外图像增强方法，用于压缩红外图像的灰度值范围，以清晰显示红外图像中的待测目标，其特征在于，包括如下步骤：

S1：接收待测目标实际检测环境信息、能否确定红外图像中含有待测目标的信息及待测目标或预测的待测目标占红外图像的比例信息a，其中，0.2<a<0.8；

S2：根据待测目标实际检测环境信息、能否确定红外图像中含有待测目标的信息确定选择的图像增强方法：当待测目标实际检测环境信息为低温环境检测高温目标且不确定红外图像中含有待测目标时，执行S3，当待测目标实际检测环境信息为高温环境检测低温目标且不确定红外图像中含有待测目标时，执行S5，当待测目标实际检测环境信息为高温环境检测低温目标或低温环境检测高温目标且确定红外图像中含有待测目标时，执行S4；

S3：对红外图像做直方图统计的下限灰度值截断

S31：对所述红外图像做直方图统计；

S32：计算直方图下限截断比例A，其中，A的取值范围为0.1～(0.9-a)，a为预测的待测目标占红外图像的比例；

S33：按像素值从小到大的方向，逐个累加各像素在直方图统计中的个数并计算累加结果sum1占图像中像素总数的比例，当计算得到的比例超过A时，停止累加，并记录累加到的像素值Ygray1；

S34：将红外图像中像素值小于Ygray1的像素的像素值用Ygray1覆盖，之后，对新图像的灰度最大最小值做归一化处理，达到图像增强的效果；

S4：对红外图像做直方图统计的上下限灰度值截断

S41：对所述红外图像做直方图统计；

S42：设定直方图下限截断比例A和上限截断比例B，其中，当待测目标实际检测环境信息为低温环境检测高温目标时，A的取值范围为0.1～(0.9-a)，B的取值范围为0.1～(a-0.1)，且(A+B)≦(1-a)；当待测目标实际检测环境信息为高温环境检测低温目标时，A的取值范围为0.1～(a-0.1)，B的取值范围为0.1～(0.9-a)，且(A+B)≦(1-a)；a为待测目标占红外图像的比例；

S43：按像素值从小到大的方向，逐个累加各像素在直方图统计中的个数并计算累加结果sum1占图像中像素总数的比例，当计算得到的比例超过A时，停止累加，并记录累加到的像素值Ygray1，同时，按像素值从大到小的方向，逐个累加各像素在直方图统计中的个数并计算累加结果sum2占图像中像素总数的比例，当计算得到的比例超过B时，停止累加，并记录累加到的像素值Ygray2；

S44：将红外图像中像素值小于Ygray1的像素的像素值用Ygray1覆盖，将红外图像中像素值大于Ygray2的像素的像素值用Ygray2覆盖，之后，对新图像的灰度最大最小值做归一化处理，达到图像增强的效果；

S5：对红外图像做直方图统计的上限灰度值截断

S51：对所述红外图像做直方图统计；

S52：设定直方图上限截断比例B，其中，B的取值范围为0.1～(0.9-a)，a为预测的待测目标占红外图像的比例；

S53：按像素值从大到小的方向，逐个累加各像素在直方图统计中的个数并计算累加结果sum2占图像中像素总数的比例，当计算得到的比例超过B时，停止累加，并记录累加到的像素值Ygray2；

S54：将红外图像中像素值大于Ygray2的像素的像素值用Ygray2覆盖，之后，对新图像的灰度最大值做归一化处理，达到图像增强的效果。