[发明专利]一种时域高通滤波方法

说明书

一种时域高通滤波方法，使用掩膜板对原始红外图像进行初步滤波，对初步滤波后的相邻两帧红外图像做差值得到差值图像，对初步滤波后的红外图像进行双边滤波，得到双边滤波后的残差图像，使差值图像中灰度值大于灰度阈值的部分属于快速运动区域，使差值图像中灰度值小于等于灰度阈值的部分属于缓慢移动区域，根据双边滤波后的残差图像和不同的时间常数来分别确定快速运动区域和缓慢移动区域的校正项，利用校正项对原始红外图像进行校正，得到校正后的红外图像。本发明有效地降低了红外图像的非均匀性，同时抑制了“鬼像”的出现，校正效果良好。

技术领域

本发明涉及红外图像非均匀性校正方法领域，尤其涉及一种基于邻帧差值的改进型时域高通滤波方法。

背景技术

目前的红外成像系统，大多以红外焦平面阵列作为核心器件，因其具有探测灵敏度高、系统体积小以及结构紧凑等优点，在军事以及民用领域广泛应用。然而，红外焦平面阵列的非均匀性影响着红外图像的质量，较差的非均匀性不仅弱化了红外图像中被探测目标的边缘，还会降低图像的清晰程度，严重时甚至造成图像畸变。红外焦平面阵列的非均匀性阻碍着红外图像质量的进一步提高，并在一定程度上也限制了红外成像系统的应用与发展，迫切地需要开展红外焦平面阵列非均匀性校正方法研究。

红外图像非均匀性校正算法主要分为两类：一类是基于黑体标定的非均匀性校正算法，另一类是基于场景的红外图像非均匀性校正算法。基于黑体标定的非均匀性校正算法中校正参数数值固定不变，而红外焦平面阵列工作时的非均匀性受工作环境、工作温度以及其他因素的影响，若仍采用初始校正参数进行红外图像的非均匀性校正，则无法有效地改善红外图像下的非均匀性。若要保证红外图像具有较好的非均匀性，需重新测定校正参数，工作过程繁琐。相比之下，基于场景的红外图像非均匀性校正算法不需要考虑校正参数定标的问题，其利用变化的场景信息进行校正参数的更新，能够根据红外系统所处环境的变化自动替换校正参数，摆脱了人工的干预，解决了基于黑体标定的非均匀性校正算法的焦平面非均匀性随时间以及温度变化而产生的漂移问题。

基于场景的红外图像非均匀性校正算法的种类众多，主要有时域高通滤波算法、最小均方校正算法、恒定统计法以及基于图像配准的非均匀性校正算法等。其中，时域高通滤波算法是一种典型的红外图像非均匀性校正算法，其算法原理是：在时域上，非均匀性噪声属于低频成分，场景属于高频成分，通过滤除图像中的低频成分，实现非均匀性校正。然而，长期静止的目标易被当作非均匀性信息进而在滤波时被滤除，同时目标运动状态的突变也会导致校正后的图像会产生“鬼像”，而且该算法本身还存在非均匀性校正的“盲区”。典型的改进时域高通滤波法有基于双边滤波的时域高通滤波算法(BFTH算法)和基于加权引导滤波的时域高通滤波算法(WGTH算法)。BFTH算法校正后的红外图像中高频区域仍有残留的非均匀性噪声，进而产生“鬼像”。WGTH算法虽然可以较好的解决传统时域高通滤波算法存在的“鬼像”问题，但非均匀性噪声并不能完全去除。

发明内容

本发明提供一种时域高通滤波方法，有效地降低了红外图像的非均匀性，同时抑制了“鬼像”的出现，校正效果良好。

为了达到上述目的，本发明提供一种时域高通滤波方法，使用掩膜板对原始红外图像进行初步滤波，对初步滤波后的相邻两帧红外图像做差值得到差值图像，对初步滤波后的红外图像进行双边滤波，得到双边滤波后的残差图像，使差值图像中灰度值大于灰度阈值的部分属于快速运动区域，使差值图像中灰度值小于等于灰度阈值的部分属于缓慢移动区域，根据双边滤波后的残差图像和不同的时间常数来分别确定快速运动区域和缓慢移动区域的校正项，利用校正项对原始红外图像进行校正，得到校正后的红外图像。

如权利要求1所述的时域高通滤波方法，其特征在于，所述的校正项为：