[发明专利]应用于红外摄像头的时域滤波方法

说明书

本发明提供了一种应用于红外摄像头的时域滤波方法，包括以下步骤：(1)将摄像头获取的当前帧图像与上一帧图像各像素点的像素差值的绝对值与设定的阈值比较得到二值图；(2)对步骤(1)中获取的二值图在横纵轴向进行投影，并据此判断摄像头处于镜头移动、镜头不动但存在运动目标、镜头不动且不存在运动目标三种状态中的哪一种；(3)根据步骤(2)得到的摄像头所处状态，分别选取适应于对应状态的滤波公式得到输出图像；(4)当下一帧图像数据输入时，回到步骤(1)，当前帧的输出图像作为out(x,y,k‑1)继续滤波，如此循环得到时域滤波后的视频序列。本发明能够获得较好的滤波效果和避免出现拖影和鬼影现象，算法简单，适用性较广。

技术领域

本发明涉及红外视频的时域降噪处理技术，尤其涉及一种应用于红外摄像头的时域滤波方法。

背景技术

红外摄像头是一种非常重要的图像采集设备，与普通的可见光摄像头相比，具有全天候工作、采集距离远和更好的隐蔽性等优势，目前在军事和民用中都得到了广泛的应用。在红外摄像头的实际使用中，由于采集单元的工艺问题以及环境气候的影响，采集到的视频图像数据中往往带有较大的时域高斯噪声，表现在视频序列中为闪动的噪点，此时采用帧平均时域滤波处理可以有效的去除时域高斯噪声，提高视频图像质量。

然而，使用场景中出现运动的物体，或者镜头移动，都会造成滤波输出视频中出现拖影现象，这使时域滤波的范围受到了很大的限制。为此，目前在使用帧平均时域滤波时多采用先提取出视频序列中的运动物体，再对不动场景进行帧间累加的办法，但是复杂的算法虽然可以较为精确的提取出运动物体区域，但都计算量过大，不适用于硬件条件有限的红外摄像头；而简单的算法则容易出现漏检测和误检测，造成输出视频序列中出现拖影和鬼影现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于红外摄像头的时域滤波方法，旨在用于解决现有的滤波方法要么算法复杂，要么易出现漏检测和误检测，造成输出视频序列中出现拖影和鬼影现象。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种应用于红外摄像头的时域滤波方法，包括以下步骤：

(1)将摄像头获取的当前帧图像与上一帧图像各像素点的像素差值的绝对值与设定的阈值比较得到二值图，公式如下：

公式(1)中，src(x,y,k)表示当前帧坐标为(x,y)的输入像素值，out(x,y,k-1)表示上一帧坐标为(x,y)的滤波输出像素值，T(x,y)表示设定的阈值，mask(x,y,k)表示当前帧坐标为(x,y)的二值图像素值,mask(x,y,k)＝0表示固定场景区域，mask(x,y,k)＝1表示运动目标区域；

(2)对步骤(1)中获取的二值图在横纵轴向进行投影，并据此判断摄像头处于镜头移动、镜头不动但存在运动目标、镜头不动且不存在运动目标三种状态中的哪一种；

(3)根据步骤(2)得到的摄像头所处状态，分别选取适应于对应状态的滤波公式得到输出图像；

(4)当下一帧图像数据输入时，回到步骤(1)，当前帧的输出图像作为out(x,y,k-1)继续滤波，如此循环得到时域滤波后的视频序列。

进一步地，所述步骤(1)中设定的阈值T(x,y)的获取方法如下：

摄像头对准均匀的黑体采集多帧图像，并利用以下公式计算阈值T(x,y)：

公式(2)中，mean(x,y)表示采集的多帧图像在坐标(x,y)处像素的均值，max(x,y)表示坐标(x,y)处像素的最大值，min(x,y)表示坐标(x,y)处像素的最小值。

进一步地，所述步骤(1)中获取二值图后对二值图进行中值滤波处理。