[发明专利]一种红外热图像清晰度增强方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外图像处理领域，具体涉及一种红外热图像清晰度增强方法。

背景技术

针对红外热图像具有灰度范围低，整体图像偏暗，边沿模糊，混叠多种噪声的特点，对红外热图像的预处理非常重要，主要任务包括降低噪声，提升灰度范围，增强边缘等任务。由于红外热像仪的传感器特点，使得其成像分辨率较低，普通商用热像仪的分辨率都不会超过640*480。而更高分辨率的热像仪价格昂贵，现阶段难以大范围应用。因此可以考虑利用低分辨率的图像进行融合，以更低廉的价格获得更好的清晰度。

通常一副红外图像是由前景和背景组成的，往往观测者所需看清楚的图像区域并不是整幅图像，而是以主体所在区域为主，需要获得局部的清晰显示。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种红外热图像清晰度增强方法。

本发明采用如下技术方案：

一种红外热图像清晰度增强方法，包括如下步骤：

A采集红外热图像，并进行增强对比度预处理；所述红外热图像是通过两台平行光轴结构且具有不同焦距的红外热像仪获得，所述红外热图像包括短焦图像及长焦图像；

B扩大短焦图像，并将长焦图像分为低频和高频图像；

C利用DLT算法及平移映射表，建立扩大后的短焦图像与原始长焦图像的无穷远平面对齐的映射关系；

D建立图像金字塔，计算图像间的水平方向视差；

E将长焦图像的高频部分融合到扩大的短焦图像中。

所述A具体包括如下步骤：

A1使用中值滤波算法或双边滤波算法对图像进行平滑去噪处理；

A2使用巴特沃斯锐化滤波器来增强图像高频细节，提升图像整体灰度。

所述B具体包括如下步骤：

B1根据长焦镜头与短焦镜头的焦距比例，扩大预处理后的短焦图像，使得扩大后的短焦图像与长焦图像在公共区域内具有相同的比例尺度；

B2使用高斯低通滤波器，将预处理后的长焦图像分为高频和低频两张图像，滤波的目标是使低频图像的模糊程度与A1得到的短焦图像相当。

所述C具体包括如下步骤：

C1两支镜头按照平行光轴结构并排摆放，在垂直镜头采样的方向1-2m放置一块平面板，板上均匀放置多个点光源；

C2将B1得到扩大的短焦图像，与原始长焦图像作为一组标定照片，在图像上均匀找出多组配点坐标，优选至少10组以上，并记录下来；

C3利用上述多组匹配点，使用直线线性转换算法计算出描述短焦图像及原始长焦图像基于平面板所述外平面的单应矩阵；

C4以扩大的短焦图像为基准，利用单应矩阵和双线性插值算法计算短焦图像及原始长焦图像的坐标映射表；

C5移开C1所述平面板，然后在大于10m的平面上放置多个点光源，通过计算视差，得到无穷远平面对齐的坐标映射表。

所述D具体包括如下步骤：

D1根据得到的坐标映射表，在扩大的短焦图像，确定一个待融合区域，得到待融合区域的坐标起点和待融合区域的大小，即与B2得到低频图像之间的公共区域；

D2将待融合区域作为图像I，将低频图像作为图像J，在坐标映射表的基础上，计算出图像I每个待匹配点的视差向量，形成一张视差向量表。

所述E具体包括如下步骤：

E1将坐标映射表和视差向量表做加法运算得到综合映射表，作为描述扩大的短焦图像与原始长焦图像的匹配关系；

E2待融合区域的坐标起点开始，利用综合映射表及双线性插值算法，把高频图像融合到待融合区域中，增加公共区域的清晰度。

所述D2具体步骤包括：

D21将待融合区域作为图像I，将低频图像作为图像J，分别对上述图像建立三层金字塔结构的图像序列，所述三层金字层包括上、中、下层，所述上层金字塔长和宽为下层金字塔长和宽的1/2；

D22遍历I图像上层的像素点，建立一个3*3的特征块，根据坐标映射表，在图像J上水平单侧方向进行搜索，并根据深度与视差关系的经验限制其搜索范围，使用误差平方差即SSD作为衡量相似性指标，

(i',j′)是坐标点(i,j)通过查询映射表得出其在图像J上的对应点坐标，从而确定一定数量的粗匹配点视差偏移量；

D23根据确定的粗匹配点，使用SSD作为相似性评价指标，直接转入下层进行周围四个点的精确比较，直到确定匹配点间在原图上的视差偏移量，形成一张图像I每个点对应的视差偏移量。