紅外圖像視覺效果增強(qiáng)技術(shù)的研究.pdf

1、紅外熱成像技術(shù)在軍事和民用等很多領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，它拓展了人類視覺認(rèn)知極限，將人類的視覺感知范圍由傳統(tǒng)的可見光譜擴(kuò)展到視覺不可見的紅外輻射光譜區(qū)。但是，紅外圖像的對(duì)比度不高，視覺效果模糊，不利于進(jìn)行觀察和提取景物特征信息。對(duì)紅外圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，提高紅外圖像的對(duì)比度，改善圖像視覺效果，成為目前紅外熱成像領(lǐng)域研究的一個(gè)重要方面。
　　 研究、分析和總結(jié)了圖像增強(qiáng)方法，并針對(duì)目前圖像增強(qiáng)算法中普遍存在的圖像局部細(xì)節(jié)保護(hù)和噪

2、聲濾除之間的矛盾，提出了基于單幅圖像多尺度方向分析的紅外圖像增強(qiáng)方法和基于多源圖像融合的圖像增強(qiáng)方法。
　　 多尺度方向分析是近年來在小波分析的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的圖像稀疏表示方法。論文將多尺度方向分析理論應(yīng)用于紅外圖像的去噪增強(qiáng)處理中，提出一種基于NSCT(Nonsubsampled Contourlet)變換的紅外圖像增強(qiáng)方法。利用NSCT變換在處理圖像幾何結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)勢，對(duì)紅外圖像的噪聲和邊緣信息分別進(jìn)行處理，從而能夠在增強(qiáng)圖

3、像邊緣和細(xì)節(jié)信息的同時(shí)抑制圖像噪聲。NSCT變換不但繼承了Contourlet變換的多尺度、多方向性，同時(shí)還具備了平移不變特性，因此能夠更好地保持圖像邊緣。
　　 近年來，多源圖像的使用導(dǎo)致了信息表現(xiàn)形式的多樣性，將多源圖像合成到一幅圖像中顯示，不僅適合圖像進(jìn)一步的處理和分析，而且更滿足了人類視覺感受的需要。圖像融合技術(shù)可以將在同一時(shí)間、或不同時(shí)間獲取的關(guān)于某個(gè)具體場景的多源圖像信息加以綜合，并生成一個(gè)新的有關(guān)此場景的描述。紅外

4、和可見光成像傳感器是兩種功能原理不同的圖像傳感器。紅外成像傳感器檢測目標(biāo)發(fā)出的不可見熱輻射，而可見光成像傳感器則通過吸收目標(biāo)反射的可見光波段電磁波來實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的探測。通過將可見光圖像和紅外圖像這兩種不同類型圖像的融合，得到了單幅圖像增強(qiáng)技術(shù)所達(dá)不到的視覺增強(qiáng)效果。
　　 面向視覺增強(qiáng)的圖像融合技術(shù)主要問題在于如何將多源圖像中的視覺信息有效的合成到一幅圖像中去顯示，并同時(shí)抑制源圖像中的噪聲，以增強(qiáng)融合圖像的視覺效果。將多尺度方向分

5、析方法與多源圖像融合技術(shù)結(jié)合起來，提出了基于統(tǒng)計(jì)特性的圖像融合增強(qiáng)方法和基于區(qū)域特性的圖像融合增強(qiáng)方法。
　　 考慮到傳感器噪聲的存在，設(shè)計(jì)了基于統(tǒng)計(jì)模型的多源圖像融合增強(qiáng)方法，不僅更有效地融合了多源圖像的信息，而且抑制了傳感器噪聲對(duì)圖像融合的影響。
　　 人類視覺系統(tǒng)對(duì)圖像清晰度的判斷是由區(qū)域內(nèi)像素共同體現(xiàn)的。根據(jù)NSCT變換后的低頻子帶和高頻方向子帶的特性，設(shè)計(jì)了基于區(qū)域特性的圖像融合方法，在增強(qiáng)融合圖像視覺效果的同

6、時(shí)，有效地保持融合圖像的細(xì)節(jié)和紋理信息。
　　 經(jīng)過紅外與可見光圖像的融合實(shí)驗(yàn)表明，面向視覺增強(qiáng)的圖像融合技術(shù)能夠明顯改善單一傳感器的不足，提高圖像信息的利用效率，從而更為準(zhǔn)確和全面地獲取對(duì)目標(biāo)或場景的信息描述。
　　 基于單幅圖像多尺度方向分析的紅外圖像增強(qiáng)方法和基于多源圖像融合的圖像增強(qiáng)方法各有自己的特點(diǎn)。前者是針對(duì)單一圖像采用多尺度方向分解的方法進(jìn)行的變換域圖像處理，以去除圖像中的噪聲并增強(qiáng)細(xì)節(jié)和邊緣等有用信息；而