本發明專利技術公開了一種基于灰度平移與線性拉伸相結合的紅外圖像增強方法，包括以下步驟：統計前一幀圖像所有輸出像素灰度值數據的平均值；依據平均值自動對當前幀圖像所有像素灰度值進行整體移位，使得輸出圖像灰度直方圖分布向指定的低灰度值區間靠攏；重復前兩步，通過逐次累積將圖像灰度直方圖移位到指定的低灰度值區間；對各像素灰度值乘以倍增系數進行線性灰度拉伸并輸出顯示，從而將原始圖像從較窄的灰度值區間擴展到更寬的灰度值區間范圍。本發明專利技術的增強方法易于硬件實時實現，對探測的紅外目標圖像增強的同時能對圖像顯示亮度進行自適應調節，且成像的穩定性好。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種，包括以下步驟：統計前一幀圖像所有輸出像素灰度值數據的平均值；依據平均值自動對當前幀圖像所有像素灰度值進行整體移位，使得輸出圖像灰度直方圖分布向指定的低灰度值區間靠攏；重復前兩步，通過逐次累積將圖像灰度直方圖移位到指定的低灰度值區間；對各像素灰度值乘以倍增系數進行線性灰度拉伸并輸出顯示，從而將原始圖像從較窄的灰度值區間擴展到更寬的灰度值區間范圍。本專利技術的增強方法易于硬件實時實現，對探測的紅外目標圖像增強的同時能對圖像顯示亮度進行自適應調節，且成像的穩定性好?！緦＠f明】基于灰度平移與線性拉伸相結合的紅外圖像増強方法
本專利技術設及紅外圖像處理
，具體是一種基于灰度平移與線性拉伸相結合 的紅外圖像增強方法。
技術介紹
由于受到紅外探測器本身的限制W及探測環境的影響，紅外成像系統的成像效果 并不理想，沒有完全發揮紅外成像器件的優勢，運主要體現在紅外圖像對比度低、層次感差 和視覺效果模糊等。為改善紅外成像質量，除了不斷提高紅外探測器本身探測性能外，還可 在成像電子學組件上作努力，其中較核屯、的部分就是對實時圖像增強算法的研究與應用。 傳統的較常用的實時紅外圖像增強算法有直方圖均衡和自適應分段線性變換增 強，二者均屬于空域圖像增強范疇，是基于圖像像素本身進行的增強處理，相較于頻域圖像 增強而言，算法簡單對硬件的要求低，更易于硬件實時實現。直方圖均衡的作用是改變圖像 中灰度概率分布，通過壓縮像素數較少的灰度級和擴展像素數較多的灰度級，使均衡后的 圖像獲得較高的對比度，但是該方法存在過增強、平坦區域噪聲被放大和漂白效應等問題。 而自適應分段線性變換增強方法對圖像的增強效果與圖像灰度最頻值對應的頻數大小緊 密相關，當灰度最頻值的頻數與其他灰度級頻數相比過大時，容易使目標的低灰度和高灰 度部分變模糊，損失掉圖像細節。為此，各種新的圖像增強方法不斷被提出，增強效果的好 壞和是否易于硬件實時實現是衡量各類方法實用性的核屯、要素。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種易于硬件實時實現、圖像增強效果好的紅外圖像增強 方法。 本專利技術的技術方案如下：、一種基于灰度平移與線性拉伸相結合的紅外圖像增強 方法，包括W下步驟： (1)統計前一帖紅外圖像所有輸出像素灰度值數據的平均值諒 (2)依據平均值療自動對當前帖圖像所有像素灰度值進行整體移位，使得輸出圖像 灰度直方圖分布向指定的低灰度值區間靠猶；[000引（3)重復步驟（1)和（2)，通過逐次累積將圖像灰度直方圖移位到指定的低灰度值 區間； (4)對各像素灰度值乘W倍增系數進行線性灰度拉伸并輸出顯示，從而將原始圖 像從較窄的灰度值區間擴展到更寬的灰度值區間范圍，提高圖像對比度。 所述步驟（1)中，統計前一帖圖像所有輸出像素灰度值數據的平均值&設圖像像 素灰度值為a日，al，…aN-l，N為一帖圖像總的像素數，則所有像素灰度值數據的平均值為：所述步驟(2)中，設置指定低灰度值區間的低灰度闊值aL和高灰度闊值aH，無論原 始圖像的直方圖分布是處在哪個灰度值區間，通過將惠與兩個灰度闊值aL、aH進行比較，根 據比較結果向指定的灰度值區間移位。當平均值小于低灰度闊值aL時，對當前帖圖像所有 像素灰度值加上一個固定的移位模長，即圖像灰度直方圖整體向右平移一固定距離；當平 均值，S大于高灰度闊值3H時，對當前帖圖像所有像素灰度值減去一個固定的移位模長，即圖 像灰度直方圖整體向左平移一固定距離。對于單次移位模長的數值大小，則可依據移位精 度和速度的具體要求權衡設定。 所述步驟(4)中，倍增系數為一設定好的固定數值，介于2~6之間，與之前設定的 低灰度值區間相關聯，二者協同對灰度值區間進行擴展，可做到自適應將圖像調節到合適 的顯示亮度。 本專利技術與現有技術相比，其顯著優點為：（1)本專利技術的增強方法易于硬件實時實 現，增強效果好，且在對探測的紅外目標圖像增強的同時能對圖像顯示亮度進行自適應調 節，運樣就能克服焦平面探測器在連續工作中隨時間的延長而因響應的漂移性導致視頻顯 示圖像緩慢變黑或變白的現象，使圖像顯示長時間保持穩定。（2)與傳統的自適應分段線性 增強方法相比具有更好的環境適應性，可避免圖像過增強和細節的損失。（3)在視頻畫面的 穩定性方面，由于自適應分段線性變換需要不斷進行實時直方圖統計和自適應更新高低闊 值灰度值，對目標場景的熱分布很敏感，畫面容易受目標移動或氣流因素等出現細微的亮 暗閃動，而本專利技術的方法是比較一帖圖像像素灰度平均值與高低闊值的關系，且高低闊值 間的灰度容限較大，可免疫視頻畫面出現不間斷的亮暗閃爍變化，畫面穩定性較好。【附圖說明】 圖1為本專利技術步驟(3)的示意圖，其中（a)為原始紅外圖像直方圖示意圖，（b)為經 過平移變換后的紅外圖像直方圖示意圖。 圖2為本專利技術步驟(4)的示意圖，其中（a)為經過平移變換后的紅外圖像直方圖示 意圖，（b)為進行線性灰度拉伸后的紅外圖像直方圖示意圖。 圖3(a)為未經過本專利技術增強方法處理的紅外圖像，圖3(b)為其對應的直方圖。 圖4(a)為經過本專利技術增強方法處理后的紅外圖像，圖4(b)為其對應的直方圖?！揪唧w實施方式】 當圖像的對比度較小時，它的灰度直方圖在灰度軸上表現為灰度值數據主要集中 在較窄的一段區間上，較暗圖像的灰度值數據集中在低灰度值區間，較亮圖像的灰度值數 據集中在高灰度值區間。因此，如果能夠自適應將紅外圖像從較窄的灰度值區間擴展到整 個灰度值區間，也即增強了圖像的對比度。本專利技術即是W此為原理依據。 本專利技術，包括W下步驟： (1)統計前一帖圖像所有輸出像素灰度值數據的平均值&設圖像像素灰度值為 ao，曰1，· · ·3Ν-ι，N為一帖圖像總的像素數，則所有像素灰度值數據的平均值為： (2)依據平均值盈自動對當前帖圖像所有像素灰度值進行整體移位，使得輸出圖像 灰度直方圖分布向指定的低灰度值區間靠猶。事先設定好指定低灰度值區間的低灰度闊值 3L和高灰度闊值aH，無論原始圖像的直方圖分布是處在哪個灰度值區間，通過將:與兩個灰 度闊值aL、加比較處理后都自動向指定的灰度值區間移位。當平均值遠比低灰度闊值aL小時， 則對當前帖圖像所有像素灰度值加上一個固定的移位模長，也即圖像灰度直方圖整體向右 平移一固定距離；當平均值皮比高灰度闊值3Η大時，則對當前帖圖像所有像素灰度值減去一 個固定的移位模長，也即圖像灰度直方圖整體向左平移一固定距離。對于單次移位模長的 數值大小，則可依據移位精度和速度的具體要求權衡設定。 (3)重復步驟（1)和（2)，通過逐次累積將圖像灰度直方圖移位到指定的低灰度值 區間，示意圖如附圖1所示。在標準PAL制顯示的紅外視頻中，帖頻為1秒50場，在此頻率下， 即使探測的紅外場景發生較大變化，也能很快通過累積效應將圖像灰度整體移位到指定區 間。 (4)對各像素灰度值乘W倍增系數進行線性灰度拉伸并輸出顯示，從而將原始圖 像從較窄的灰度值區間擴展到更寬的灰度值區間范圍，提高圖像對比度，示意圖如附圖2所 示。倍增系數為一設定好的固定數值，一般介于2~6之間，與之前設定的低灰度值區間相關 聯，二者協同對灰度值區間進行擴展，可做到自適應將圖像調節到合適的顯示亮度。 下面本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于灰度平移與線性拉伸相結合的紅外圖像增強方法，其特征在于包括以下步驟：(1)統計前一幀紅外圖像所有輸出像素灰度值數據的平均值(2)依據平均值自動對當前幀圖像所有像素灰度值進行整體移位，使得輸出圖像灰度直方圖分布向指定的低灰度值區間靠攏；(3)重復步驟(1)和(2)，通過逐次累積將圖像灰度直方圖移位到指定的低灰度值區間；(4)對各像素灰度值乘以倍增系數進行線性灰度拉伸并輸出顯示，從而將原始圖像從較窄的灰度值區間擴展到更寬的灰度值區間范圍。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊穎，胡仕明，錢蕓生，
申請(專利權)人：南京理工大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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