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红外成像技术的研究现状与发展趋势

时间:2017-08-12 15:03来源:毕业论文
目前,红外热成像系统突出的性能优点还远没有得到充分发挥。因此,国际上在开展红外热成像系统性能研究的同时,也在极力进行图像处理技术的研究。红外热图像表征景物的温度分
目前,红外热成像系统突出的性能优点还远没有得到充分发挥。因此,国际上在开展红外热成像系统性能研究的同时,也在极力进行图像处理技术的研究。红外热图像表征景物的温度分布,是灰度图像,没有彩色或阴影。故对人眼而言,分辨率低、分辨潜力差、没有立体感;由于景物热平衡、光波波长长、传输距离远、大气衰减等原因,造成红外图像空间相关性强、视觉效果模糊;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,这些分布复杂的噪声使得红外图像的信噪比比普通电视图像低。
为了抑制红外图像中的随机噪声和提高红外图像的对比度,人们研究出了各种方法对红外图像进行去噪增强处理。但目前的图像增强研究及应用缺乏统一的理论和衡量图像增强质量通用的、客观的标准,增强的方法往往具有针对性,增强的结果只有靠人的主观感觉加以评价。12372
传统的图像增强算法如灰度变换、直方图均衡[7]等,概念简单,数学上处理方便、编程简便,所以在一些要求不高的场合已经取得了很好的图像增强效果。但是存在一些缺陷,对于图像中不同位置、具有相同灰度等级的像素经常会表现出不同的图像结构,在确定变换或转移函数时常是基于整个图像的统计量,则很有可能达不到预期的处理效果,此外对于全局直方图均衡还存在意想不到加强噪声效应[8]。
近年来,许多学者提出了一些图像局部增强的新方法,充分利用了领域信息,形成了局部灰度调整算法。如自适应直方图均衡(AHE)[9-10]、自适应对比度增强(ACE)[11-12]、一种自适应领域扩展对比度增强算法[13]、保形对比度增强方法[14]、一种带有约束条件的局部直方图均衡方法[15],该类增强能够根据图像的像素领域的灰度分布特性,采用相应的直方图均衡方法处理图像,取得了较好的增强效果,但要求计算量大,而且处理不当会带来意想不到的噪声干扰。 源自六&维"论*文'网.加7位QQ3249'114 www.lwfree.cn
早起的一种线性滤波器是非加权领域平均滤波器,对上述算法稍加改进,可得到另一种称为超像素平滑滤波器[16],这种方法对抑制椒盐噪声有特效。修改均值滤波的权值,可以得到不同的加权平均滤波器。有人提出K个邻点平均滤波器,它是用与中心点最接近的K个邻点的平均灰度来代替中心像素的灰度。Wang.Vagnucci和C.C.Li等人提出梯度倒数加权平滑滤波器。线性滤波器的最大优点是算法比较简单且速度比较快,缺点是容易造成细节和边缘模糊。
非线性滤波器能够在很好地保持信号细节的同时,去除信号中噪声。在数字图像处理中,非线性滤波器已经得到了广泛的应用与重视。现在很多种非线性滤波器,而在图像处理中用到的非线性滤波器大多数是次序统计滤波器。非线性滤波器主要包括中值滤波器、形态滤波器、小波滤波器、多项式滤波器以及利用人工神经网络构成的非线性滤波器等等。红外图像中的噪声可以分为两类:散粒噪声和高斯噪声。消除散粒噪声的有效方法是帧内中值滤波。非线性的中值滤波器是边沿保护器。为了使中值滤波能更好的保护边缘,目前更多地使用加权中值滤波器与其改进形式。
近年来,图像增强的新方法层出不穷,但归纳起来,呈现出以下的特点和趋势[4]:
(1)多种数学工具,诸如人工神经网络、小波理论和遗传算法,以及模糊理论、数学形态等的加入,使得新的方法不断涌现。人们将这些新型理论工具应用到图像增强中,确实起到了改善增强效果、扩展适用范围以及提高运算速度等作用。
(2)多特征的利用和多方法的融合。为了使图像增强方法取得更好的效果,不能仅仅局限于单一特征的分析,而是综合利用整体信息的局部信息,融合多种方法的优势进行。 红外成像技术的研究现状与发展趋势:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20170812/12118.html
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