MATLAB环境下红外图像增强处理算法研究和仿真
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MATLAB环境下红外图像增强 处理算法研究和仿真
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目录
红外热成像技术 图像增强技术 实验过程成果 心得体会
红外热成像技术
自然界中的物体都有温度，因此，都 以红外辐射的方式和环境进行能量的交 换。景物热辐射分布的图像可以复现由 景物反射和反射率差所形成的可见光图 像的大部分细节。因此，借助于热成像 技术，可以使人们更有效地进行夜间观 察。热成像技术就是综合利用红外物理 技术获取景物的热辐射图像，并将其转 变成电信号，再用处理后的电信号驱动 显示器，产生可供人眼观察热图像的一 门高新技术。
将处理结果和原图像进行比较
f=imread('3.bmp'); gm=medfilt2(f); w4=fspecial('laplacian',0); gm=im2double(gm); g4=gm-imfilter(gm,w4,'replicate'); figure,imshow(g4)
将两次的处理结果进行比较
实验步骤
采集图像 分析图像 研究算法 图像增强 结果分析
采集图像
采集图像并分析图像
图像一 模糊不清，没有噪声
采集图像并分析图像
图像二 有大量的噪声，称为 椒盐噪声
采集图像并分析图像
图像三 有大量的椒盐噪声， 而且模糊不清
算法研究
线形空间滤波 线形滤波源于频域中信号处理所使用的傅
立叶变换，线性运算包括将邻域中每个像素 与相应的系数相乘，然后将结果进行累加， 从而得到该点处的响应。这些系数排列为一 个矩阵，我们称其为滤波器或掩模。线性空 间滤波的过程仅是简单地在图像f中逐点移 动滤波掩模w的中心。在每个点处，滤波器 在该点处的响应是滤波掩模所限定的相应邻 域像素与滤波器系数的乘积结果的累加。所 有假设都是基于掩模的大小应均为奇数的原 则，有意义的掩模的最小尺寸是3*3。
非线性空间滤波
非线性空间滤波也是基于邻域操作 的，与线性空间滤波类似，可通过定 义一个大小为m*n的邻域，以其中心 点滑过一幅图像的方式进行操作。例 如，令每个中心点处的响应等于其邻 域内的最大像素值的操作即为非线性 滤波。另一个基本区别是，掩模的概 念在非线性处理中并不流行。滤波的 概念仍然存在，但“滤波器”应看做 是一个基于邻域像素操作的非线性函 数，其响应组成了在邻域的中心像素 处操作的响应。
图像一的处理及结果
f=imread('1.bmp'); w4=fspecial('laplacian',0); f=im2double(f); g4=f-imfilter(f,w4,'replicate'); figure,imshow(g4)
将处理后的结果和原图像进行比较
f=imread('1.bmp'); w8=[1 1 1;1 -8 1;1 1 1]; f=im2double(f); g8=f-imfilter(f,w8,'replicate'); figure,imshow(g8)
将两种处理结果进行比较
图像二的处理及结果
f=imread('2.bmp'); gm=medfilt2(f); figure,imshow(gm)
将处理后的结果和原图像进行比较
图像三的处理及结果
f=imread('3.bmp'); gm=medfilt2(f); figure,imshow(gm)
红外图像增强的意义
借助于热成像技 术，可以使人更 有效地进行夜间 观察，但是成像 信号的质量不高。
利用红外图像增 强处理技术，来 改善图像的视觉 效果——增强图 像中的有用信息 和抑制无用信， 来突出观察者感 兴趣的区域。
图像增强技术
图像增强的方法可以分为时间域处理、空 间域处理和变换域处理三大类。空间域增强 分为点处理和领域处理，前者包括对比度拉 伸、直方图处理等方法，后者常用的有中值 滤波、均值滤波等方法。增强算法处理的效 果，除与算法本身有一定关系外，还与图像 的数据特征直接相关。实际应用中应当根据 图像数据特征和处理要求来选择合适的方法。
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红外热成像技术 图像增强技术 实验过程成果 心得体会
红外热成像技术
自然界中的物体都有温度，因此，都 以红外辐射的方式和环境进行能量的交 换。景物热辐射分布的图像可以复现由 景物反射和反射率差所形成的可见光图 像的大部分细节。因此，借助于热成像 技术，可以使人们更有效地进行夜间观 察。热成像技术就是综合利用红外物理 技术获取景物的热辐射图像，并将其转 变成电信号，再用处理后的电信号驱动 显示器，产生可供人眼观察热图像的一 门高新技术。
将处理结果和原图像进行比较
f=imread('3.bmp'); gm=medfilt2(f); w4=fspecial('laplacian',0); gm=im2double(gm); g4=gm-imfilter(gm,w4,'replicate'); figure,imshow(g4)
将两次的处理结果进行比较
实验步骤
采集图像 分析图像 研究算法 图像增强 结果分析
采集图像
采集图像并分析图像
图像一 模糊不清，没有噪声
采集图像并分析图像
图像二 有大量的噪声，称为 椒盐噪声
采集图像并分析图像
图像三 有大量的椒盐噪声， 而且模糊不清
算法研究
线形空间滤波 线形滤波源于频域中信号处理所使用的傅
立叶变换，线性运算包括将邻域中每个像素 与相应的系数相乘，然后将结果进行累加， 从而得到该点处的响应。这些系数排列为一 个矩阵，我们称其为滤波器或掩模。线性空 间滤波的过程仅是简单地在图像f中逐点移 动滤波掩模w的中心。在每个点处，滤波器 在该点处的响应是滤波掩模所限定的相应邻 域像素与滤波器系数的乘积结果的累加。所 有假设都是基于掩模的大小应均为奇数的原 则，有意义的掩模的最小尺寸是3*3。
非线性空间滤波
非线性空间滤波也是基于邻域操作 的，与线性空间滤波类似，可通过定 义一个大小为m*n的邻域，以其中心 点滑过一幅图像的方式进行操作。例 如，令每个中心点处的响应等于其邻 域内的最大像素值的操作即为非线性 滤波。另一个基本区别是，掩模的概 念在非线性处理中并不流行。滤波的 概念仍然存在，但“滤波器”应看做 是一个基于邻域像素操作的非线性函 数，其响应组成了在邻域的中心像素 处操作的响应。
图像一的处理及结果
f=imread('1.bmp'); w4=fspecial('laplacian',0); f=im2double(f); g4=f-imfilter(f,w4,'replicate'); figure,imshow(g4)
将处理后的结果和原图像进行比较
f=imread('1.bmp'); w8=[1 1 1;1 -8 1;1 1 1]; f=im2double(f); g8=f-imfilter(f,w8,'replicate'); figure,imshow(g8)
将两种处理结果进行比较
图像二的处理及结果
f=imread('2.bmp'); gm=medfilt2(f); figure,imshow(gm)
将处理后的结果和原图像进行比较
图像三的处理及结果
f=imread('3.bmp'); gm=medfilt2(f); figure,imshow(gm)
红外图像增强的意义
借助于热成像技 术，可以使人更 有效地进行夜间 观察，但是成像 信号的质量不高。
利用红外图像增 强处理技术，来 改善图像的视觉 效果——增强图 像中的有用信息 和抑制无用信， 来突出观察者感 兴趣的区域。
图像增强技术
图像增强的方法可以分为时间域处理、空 间域处理和变换域处理三大类。空间域增强 分为点处理和领域处理，前者包括对比度拉 伸、直方图处理等方法，后者常用的有中值 滤波、均值滤波等方法。增强算法处理的效 果，除与算法本身有一定关系外，还与图像 的数据特征直接相关。实际应用中应当根据 图像数据特征和处理要求来选择合适的方法。