[发明专利]一种基于PDE的红外图像背景抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于数字图像处理技术领域，具体涉及一种基于偏微分方程(PDE)的红外图像背景抑制方法。

背景技术

利用红外成像技术实现的目标检测识别是许多民用及军事领域的关键技术。由于红外传感器受到大气、海面热辐射和作用距离远以及探测器噪声等因素影响，使其探测到的目标在红外图像上呈现为对比度低的目标，特别是在检测信号相对较弱，背景有非平稳的起伏干扰情况下，目标边缘甚至全部有可能被大量复杂的噪声(杂波)所淹没，图像信噪比低，形状和结构的信息不足，更加增加了目标检测识别的难度。因此，有必要在红外目标特征提取、检测和识别之前，对原始红外图像进行预处理，以减少噪声影响，抑制背景杂波，提高图像的信噪比，突出目标特征信息，从而提高目标识别的概率。

在现有公开的文献中，提到的背景抑制方法具有以下缺点：(1)大都针对某些特殊场景，比如只适用于海天背景、下视成像或远距离目标检测，这类方法适应性不强。比如：针对远距离红外舰船目标的检测的方法，此时，舰船距离较远，目标呈点状或斑状。然而，当舰船距离较近，需要近一步进行舰船目标识别时，由于舰船目标较大，对这类图像使用传统的背景抑制方法，或者会使分割出的舰船目标出现空洞和破碎，丢失细节；或者会导致图像平滑过度，易将部分船体与背景连成一片，这些都导致后续处理中的目标识别困难。(2)没有考虑陆地、岛屿等复杂干扰背景，导致分割准确率较低，目标难提取。

因此，适应性强的红外图像背景抑制方法的研究是提高红外预警系统性能的关键，对其深入研究有着非常重要的理论意义和使用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于PDE的红外图像背景抑制方法，该方法能够在有效抑制红外图像中强杂波背景的同时，保持目标特性，降低目标分割难度，便于后期目标检测与识别。

一种基于PDE的红外图像背景抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对输入图像进行如下迭代滤波，生成目标抑制后的背景估计图像；

迭代滤波方程为：

ux,yt+1=ux,yt+λ[cN·▿N+cS·▿S+cE·▿E+cW·▿W]]]>

其中，是第t次迭代计算得到的像素点(x，y)的灰度值，t是迭代次数，常量λ∈(0，1)，像素点(x，y)在北、南、东、西方向的梯度为