红外图像增强技术发展研究
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一
定是 以图像保真度 为原则 ， 它 的主要 目的在于有 选择地 的信息 ， 以提高图像 的使 用价值 。
因此抑制噪声 ， 以及提 高红外 图像对 比度 等操 作是必wk.baidu.com不可
少的 。
突 出图像 中某些感兴趣 的信 息 ， 削弱或 除去某 些不感 兴趣
２ 红外图像的特征分析
一
般来讲从景物辐射到生成红外图像要经历 如 图 １ 所
１ ）红外 热 图像
表征 景 物 的 温 度 分
示各 个 环 节 ， 由此 分 析 ， 得到红外图像具有以下特点 ：
布， 是灰 度图像， 没 有 彩色或 阴影 ， 故 对
人 眼 而 言， 分 辨 率
图 １ 辐 射 到 成 像 的 环 节 图
低， 没有立体感 ；
２ ）由于景物热平衡 、 光波波 长长 、 传输距 离远 、 大气衰
１ 引 言
随着现代红外技术 的快速 发展 ， 红外 成像 系统被 广泛 应用于军事 、 民用领 域 。由于红外 图像 的成像 机理 以及红 外成像系统 自身的原因 ， 红外 图像 与可见 光 图像相 比， 大 多
电子涨落噪声等等 。这些噪声使得红外 图像 的信噪 比比普 通 图像低 ； ５ ）由于红外探测器各探测单 元的 响应 特性不一 致 、 光 机扫描系统缺 陷等原 因， 造成红外图像的非均匀性 。
总第 ２ ２ ５ 期 ２ ０ １ ３年第 ３ 期
舰 船 电 子 工 程
Ｓ ｈ ｉ ｐ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｖｏ １ ． ３ ３ Ｎｏ ． ３
１ ７
红 外 图像 增 强技 术 发 展研 究
张 立 强
（ 解 放 军 陆 军 军 官 学 院研 究 生 管 理 大 队 合肥 ２ ３ ０ ０ ３ １ ）
减等原因 ， 造成红外 图像对 比度低 、 视觉效果模糊 ； ３ ）热成像 系统 的探 测能 力和 空间分 辨率 低 于可见 光 Ｃ Ｃ Ｄ阵列 ， 使得红外图像的清晰度低于可见光 图像 ； ４ ）外界 环境 的随机干扰和热成像 系统 的不 完善 ， 给红 外图像带 来多种多样 的噪声 ， 比如 热噪声 、 散 粒 噪声 、 光子
Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ Ｉ ｍａ ｇ ｅ Ｅｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
ＺＨＡＮＧ Ｌｉ ｑ ｉ ａ ｎｇ
（ Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｐｏ ｓ ｔ ｇ ｒ ａ ｄ ｕａ ｔ ｅ Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ，Ａｒ ｍｙ Ｏｆ ｆ ｉ ｃ ｅ ｒ Ａｃ ａ ｄｅ ｍｙ ｏ ｆ ＰＬＡ ，Ｈｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０３ １ ）
ｈ ｏ ｍｏ ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｉ ｃ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｅ ｔ ｃ ．ａ ｒ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ． Ａｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇｅ ｏ ｆ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍｓ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｓ ｅ ｘ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｔ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ． Ｋ ｅｙ Ｗ ｏｒ ｄｓ ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｍａ ｇｅ ，ｉ ｍａ ｇ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｓ ｔ ｅ ｎｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｎｔ Ｃｌ ａ ｓ ｓ Ｎｕ ｍｂ ｅ ｒ ＴＮ２ １ ９
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｎｔ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎｅ ｗｅ ｒ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｎｓ ｉ ｓ ｔ ｓ ｏ ｆ ｗａ ｖ ｅ ｌ ｅ ｔ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ， Ｒｅ ｔ ｉ ｎ ｅ ｘ ｗａ ｙ ａ ｎ ｄ
图 ２ 图像 增 强 方 法 分 类 图
图像增强方法分类如 图 ２ 所示 。图像增强从增 强的作
用域 出发 ， 分 为空 间域增强 和频 率域增 强两 种 。 空 间域 增
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２年 ９月 ５日， 修 回 日期 ： ２ ０ １ ２年 １ Ｏ月 １ ７日 作者简介 ： 张立强 ， 男， 硕 士研 究 生 ， 研究方 向： 网络 安 全 。
１ ８
有图像对 比度低 、 图像较模糊 、 信噪 比低等缺 点。这些 问题
严重 影响红外 图像 的成像质量 ， 使得 目标不 易辨认 ， 成像效 果不理想 ， 也对后续 的特 征提取 、 识 别或跟 踪等 极为 不利 。
３ 红 外 图像 增 强 技 术研 究
图像增强是一种基本 的图像预处理手段 。图像增强不
摘
要
论文综述 了传统的红外图像增强方法和几种新 的红外 图像增强方法如小波算法、 Ｒ ｅ ｔ ｉ ｎ ｅ ｘ算法 、 同态滤波等。并 分析 了这些算 红外 图像 ；图像增强 ＴＮ２ １ ９
法的发展现状及优缺点 ， 阐述 了红外 图像增强技术的发展趋势并 总结 了存在 的问题 。 关键词 中图分 类号
定是 以图像保真度 为原则 ， 它 的主要 目的在于有 选择地 的信息 ， 以提高图像 的使 用价值 。
因此抑制噪声 ， 以及提 高红外 图像对 比度 等操 作是必wk.baidu.com不可
少的 。
突 出图像 中某些感兴趣 的信 息 ， 削弱或 除去某 些不感 兴趣
２ 红外图像的特征分析
一
般来讲从景物辐射到生成红外图像要经历 如 图 １ 所
１ ）红外 热 图像
表征 景 物 的 温 度 分
示各 个 环 节 ， 由此 分 析 ， 得到红外图像具有以下特点 ：
布， 是灰 度图像， 没 有 彩色或 阴影 ， 故 对
人 眼 而 言， 分 辨 率
图 １ 辐 射 到 成 像 的 环 节 图
低， 没有立体感 ；
２ ）由于景物热平衡 、 光波波 长长 、 传输距 离远 、 大气衰
１ 引 言
随着现代红外技术 的快速 发展 ， 红外 成像 系统被 广泛 应用于军事 、 民用领 域 。由于红外 图像 的成像 机理 以及红 外成像系统 自身的原因 ， 红外 图像 与可见 光 图像相 比， 大 多
电子涨落噪声等等 。这些噪声使得红外 图像 的信噪 比比普 通 图像低 ； ５ ）由于红外探测器各探测单 元的 响应 特性不一 致 、 光 机扫描系统缺 陷等原 因， 造成红外图像的非均匀性 。
总第 ２ ２ ５ 期 ２ ０ １ ３年第 ３ 期
舰 船 电 子 工 程
Ｓ ｈ ｉ ｐ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｖｏ １ ． ３ ３ Ｎｏ ． ３
１ ７
红 外 图像 增 强技 术 发 展研 究
张 立 强
（ 解 放 军 陆 军 军 官 学 院研 究 生 管 理 大 队 合肥 ２ ３ ０ ０ ３ １ ）
减等原因 ， 造成红外 图像对 比度低 、 视觉效果模糊 ； ３ ）热成像 系统 的探 测能 力和 空间分 辨率 低 于可见 光 Ｃ Ｃ Ｄ阵列 ， 使得红外图像的清晰度低于可见光 图像 ； ４ ）外界 环境 的随机干扰和热成像 系统 的不 完善 ， 给红 外图像带 来多种多样 的噪声 ， 比如 热噪声 、 散 粒 噪声 、 光子
Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ Ｉ ｍａ ｇ ｅ Ｅｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
ＺＨＡＮＧ Ｌｉ ｑ ｉ ａ ｎｇ
（ Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｐｏ ｓ ｔ ｇ ｒ ａ ｄ ｕａ ｔ ｅ Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ，Ａｒ ｍｙ Ｏｆ ｆ ｉ ｃ ｅ ｒ Ａｃ ａ ｄｅ ｍｙ ｏ ｆ ＰＬＡ ，Ｈｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０３ １ ）
ｈ ｏ ｍｏ ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｉ ｃ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｅ ｔ ｃ ．ａ ｒ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ． Ａｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇｅ ｏ ｆ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍｓ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｓ ｅ ｘ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｔ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ． Ｋ ｅｙ Ｗ ｏｒ ｄｓ ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｍａ ｇｅ ，ｉ ｍａ ｇ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｓ ｔ ｅ ｎｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｎｔ Ｃｌ ａ ｓ ｓ Ｎｕ ｍｂ ｅ ｒ ＴＮ２ １ ９
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｎｔ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎｅ ｗｅ ｒ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｎｓ ｉ ｓ ｔ ｓ ｏ ｆ ｗａ ｖ ｅ ｌ ｅ ｔ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ， Ｒｅ ｔ ｉ ｎ ｅ ｘ ｗａ ｙ ａ ｎ ｄ
图 ２ 图像 增 强 方 法 分 类 图
图像增强方法分类如 图 ２ 所示 。图像增强从增 强的作
用域 出发 ， 分 为空 间域增强 和频 率域增 强两 种 。 空 间域 增
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２年 ９月 ５日， 修 回 日期 ： ２ ０ １ ２年 １ Ｏ月 １ ７日 作者简介 ： 张立强 ， 男， 硕 士研 究 生 ， 研究方 向： 网络 安 全 。
１ ８
有图像对 比度低 、 图像较模糊 、 信噪 比低等缺 点。这些 问题
严重 影响红外 图像 的成像质量 ， 使得 目标不 易辨认 ， 成像效 果不理想 ， 也对后续 的特 征提取 、 识 别或跟 踪等 极为 不利 。
３ 红 外 图像 增 强 技 术研 究
图像增强是一种基本 的图像预处理手段 。图像增强不
摘
要
论文综述 了传统的红外图像增强方法和几种新 的红外 图像增强方法如小波算法、 Ｒ ｅ ｔ ｉ ｎ ｅ ｘ算法 、 同态滤波等。并 分析 了这些算 红外 图像 ；图像增强 ＴＮ２ １ ９
法的发展现状及优缺点 ， 阐述 了红外 图像增强技术的发展趋势并 总结 了存在 的问题 。 关键词 中图分 类号