CN114140345A - 一种基于红外图像的非均匀矫正方法、装置 - Google Patents

一种基于红外图像的非均匀矫正方法、装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种基于红外图像的非均匀矫正方法、装置，属于红外图像处理的技术领域，其包括基于差值补偿对获取的待处理红外图像进行初步校正，获取初始红外图像；基于区域属性关系对所述初始红外图像进行二次校正。本申请具有提高红外图像的质量的效果。

Description

一种基于红外图像的非均匀矫正方法、装置
技术领域
本申请涉及红外图像处理的技术领域，尤其是涉及一种基于红外图像的非均匀矫正方法、装置。
背景技术
利用探测仪测量目标本身与背景间的红外线差可以得到不同的热红外线形成的红外图像。对于红外图像，探测仪中各阵列元的响应特性非一致性、光学***和扫描电机扫描线性度的影响或电信号传输与放大通路的不一致等原因，都有可能导致红外图像的非均匀性，从而影响红外图像的质量。因此，亟需一种基于红外图像的非均匀矫正方法，对红外图像进行矫正，以提高红外图像的质量。
发明内容
为了提高红外图像的质量，本申请提供一种基于红外图像的非均匀矫正方法、装置。
第一方面，本申请提供一种基于红外图像的非均匀矫正方法，采用如下的技术方案：
一种基于红外图像的非均匀矫正方法，包括：
基于差值补偿对获取的待处理红外图像进行初步校正，获取初始红外图像；
基于区域属性关系对所述初始红外图像进行二次校正。
通过采用上述技术方案，基于差值补偿的方法，对待处理红外图像进行初步校正，解决了待处理红外图像像素数据较差的问题，然后又基于区域属性关系对初始红外图像进行二次校正，提高了初始红外图像像素数据的精准性和清晰度，通过集合两者的优势，有效提高探测仪的成像质量。
优选的，所述基于差值补偿对获取的待处理红外图像进行初步校正，获取初始红外图像包括：
利用预设的标准板进行红外成像，获取标准图像；其中，所述标准图像与所述待处理红外图像的尺寸相同；
将所述标准图像的像素点定义为第一像素点，将所述待处理红外图像的像素点定义为第二像素点；
根据所述第一像素点获取对所述待处理红外图像进行补偿的补偿差值；
根据所述补偿差值对所述待处理红外图像的每一个第二像素点进行校正，获取所述初始红外图像。
通过采用上述技术方案，获取补偿差值，然后用补偿差值对待处理红外图像的每个第二像素点均进行校正，改善每个第二像素点的质量，从而提高待处理红外图像的质量。
优选的，所述基于区域属性关系对所述初始红外图像进行二次校正包括：
确定所述初始红外图像的周围像素点与中心像素点的区域属性关系；
根据所述区域属性关系确定所述初始红外图像的图像真值；
用所述图像真值替换所述初始红外图像中对应的像素点的灰度值。
优选的，所述确定所述初始红外图像的周围像素点与中心像素点的区域属性关系包括：
分别计算所述初始红外图像的周围像素点的灰度值与中心像素点的灰度值的第二差值；
根据所述第二差值确定所述区域属性关系。
优选的，所述根据所述区域属性关系确定所述初始红外图像的图像真值包括：
根据所述区域属性关系获取所述初始红外图像的每个像素点的加权系数；
根据所述加权系数获取所述初始红外图像的图像真值。
通过采用上述技术方案，利用区域属性关系能够获取像素点的准确的加权系数，根据加权系数进一步获取图像真值，从而便于后续用图像真值替换初始红外图像中对应的像素点的灰度值，以提高初始红外图像的质量。
第二方面，本申请提供一种基于红外图像的非均匀矫正装置，采用如下的技术方案：
一种基于红外图像的非均匀矫正装置，包括，
初步校正模块，用于基于差值补偿对获取的待处理红外图像进行初步校正，获取初始红外图像；
二次校正模块，用于基于区域属性关系对所述初始红外图像进行二次校正。
通过采用上述技术方案，基于差值补偿的方法，对待处理红外图像进行初步校正，解决了待处理红外图像像素数据较差的问题，然后又基于区域属性关系对初始红外图像进行二次校正，提高了初始红外图像像素数据的精准性和清晰度，通过集合两者的优势，有效提高探测仪的成像质量。
优选的，所述初步校正模块，具体用于：
利用预设的标准板进行红外成像，获取标准图像；其中，所述标准图像与所述待处理红外图像的尺寸相同；
将所述标准图像的像素点定义为第一像素点，将所述待处理红外图像的像素点定义为第二像素点；
根据所述第一像素点获取对所述待处理红外图像进行补偿的补偿差值；
根据所述补偿差值对所述待处理红外图像的每一个第二像素点进行校正，获取所述初始红外图像。
通过采用上述技术方案，获取补偿差值，然后用补偿差值对待处理红外图像的每个第二像素点均进行校正，改善每个第二像素点的质量，从而提高待处理红外图像的质量。
优选的，所述二次校正模块，具体用于：
确定所述初始红外图像的周围像素点与中心像素点的区域属性关系；
根据所述区域属性关系确定所述初始红外图像的图像真值；
用所述图像真值替换所述初始红外图像中对应的像素点的灰度值。
优选的，所述二次校正模块，还具体用于：
分别计算所述初始红外图像的周围像素点的灰度值与中心像素点的灰度值的第二差值；
根据所述第二差值确定所述区域属性关系。
优选的，所述二次校正模块，还具体用于：
根据所述区域属性关系获取所述初始红外图像的每个像素点的加权系数；
根据所述加权系数获取所述初始红外图像的图像真值。
通过采用上述技术方案，利用区域属性关系能够获取像素点的准确的加权系数，根据加权系数进一步获取图像真值，从而便于后续用图像真值替换初始红外图像中对应的像素点的灰度值，以提高初始红外图像的质量。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.基于差值补偿的方法，对待处理红外图像进行初步校正，解决了待处理红外图像像素数据较差的问题，然后又基于区域属性关系对初始红外图像进行二次校正，提高了初始红外图像像素数据的精准性和清晰度，通过集合两者的优势，有效提高探测仪的成像质量；
2.获取补偿差值，然后用补偿差值对待处理红外图像的每个第二像素点均进行校正，改善每个第二像素点的质量，从而提高待处理红外图像的质量。
附图说明
图1是本申请实施例提供的基于红外图像的非均匀矫正方法的流程示意图。
图2是本申请实施例中提供的标准图像、待处理红外图像和初始红外图像的示意图。
图3是本申请实施例提供的基于红外图像的非均匀矫正装置的结构框图。
图4是本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实施例提供一种基于红外图像的非均匀矫正方法，如图1所示，该方法的主要流程描述如下（步骤S101～S102）：
步骤S101：基于差值补偿对获取的待处理红外图像进行初步校正，获取初始红外图像。
本实施例中，预设一个标准板，在每次利用探测仪成像并获取待处理红外图像之前，先拍一下标准版进行成像，将成像的红外图像作为标准图像；其中，标准图像与待处理红外图像的尺寸相同。
将标准图像的像素点定义为第一像素点，对标准图像进行灰度值处理，得到每个第一像素点的灰度值。
求取所有第一像素点的灰度值的平均值，分别计算每一个第一像素点的灰度值与平均值的第一差值，并将第一差值作为补偿差值。值得注意的是，第一差值有正有负，第一差值等于第一像素点的灰度值减去平均值的结果值。
利用探测仪成像获取待处理红外图像，将待处理红外图像的像素点定义为第二像素点。对待处理红外图像进行灰度值处理，得到每个第二像素点的灰度值。
参照图2所示出的标准图像、待处理红外图像和初始红外图像的示意图，其中，标准图像上标注的数值为第一像素点的补偿差值，待处理红外图像上标注的数值为第二像素点的灰度值，初始红外图像上标注的数值为初始红外图像的像素点的灰度值。
统一标准图像与待处理红外图像的坐标系，并分别获取标准图像所有的第一像素点的中心坐标和待处理红外图像所有的第二像素点的中心坐标；分别将中心坐标相同的第一像素点的补偿差值与第二像素点的灰度值进行求和运算，将求和运算的结果值作为初始红外图像的像素点的灰度值，完成对待处理红外图像的初步校正，并获取初始红外图像。
步骤S102：基于区域属性关系对初始红外图像进行二次校正。
本实施例中，用x表示坐标系中的横坐标，用y表示坐标系中的纵坐标。用Ax，y表示初始红外图像的中心坐标为（x，y）的像素点的灰度值即步骤S101中求和运算的结果值；其中，将初始红外图像中位于中心位置的像素点定义为中心像素点，将其余像素点定义为周围像素点，用A1表示中心像素点的灰度值，用A2表示周围像素点的灰度值。
分别计算周围像素点的灰度值与中心像素点的灰度值的第二差值。例如，将某一周围像素点的灰度值与中心像素点的灰度值的第二差值定义为C，C=|A2-A1|。
根据第二差值确定周围像素点与中心像素点的区域属性关系，具体的：
计算出某一周围像素点的灰度值与中心像素点的灰度值；
判断第二差值是否不大于第一阈值；
若是，则判定该周围像素点与中心像素点的区域属性关系为相同即周围像素点与中心像素点属于同一区域；
若否，则判断第二差值是否不小于第二阈值；
若是，则判定该周围像素点与中心像素点的区域属性关系为不相同即周围像素点与中心像素点不属于同一区域；
若否，则判定该周围像素点与中心像素点的区域属性关系不确定即不确定周围像素点与中心像素点是否属于同一区域；
其中，第一阈值小于第二阈值。
依据上述方法确定出每一个周围像素点与中心像素点的区域属性关系。
根据区域属性关系获取初始红外图像的每个像素点的加权系数，对于初始红外图像的中心像素点，其与自身的区域属性关系为相同，因此中心像素点的加权系数为1；对于初始红外图像的周围像素点，其加权系数需要进一步确定，具体的：
获取某一周围像素点与中心像素点的区域属性关系；
判断该周围像素点与中心像素点的区域属性关系是否为相同；
若是，则判定该周围像素点的加权系数为1；
若否，则判定该周围像素点与中心像素点的区域属性关系是否为不相同；
若是，则判定该周围像素点的加权系数为0；
若否，则说明该周围像素点与中心像素点的区域属性关系不确定，则判定该周围像素点的加权系数为第二差值的倒数。具体的，将初始红外图像的像素点的加权系数定义为Wx，y，对于该周围像素点，Wx，y=1/C=1/|A2-A1|。
根据加权系数获取初始红外图像的图像真值，具体的，将图像真值定义为Mx，y，图像真值Mx，y的估计公式如下所示：
Mx，y=（Wx，y+1Ax，y+1+Wx-1，yAx-1，y+Wx，y-1Ax，y-1+Wx+1，yAx+1，y+Wx，yAx，y）/W0；
W0= Wx，y+1+Wx-1，y+Wx，y-1+Wx+1，y+Wx，yAx，y；
在获取每个像素点的图像真值之后，用图像真值替换初始红外图像中相同中心坐标的像素点的灰度值，完成对初始红外图像进行二次校正。
为了更好地实施以上方法，本申请实施例还提供了一种基于红外图像的非均匀矫正装置，该装置具体可以集成在计算机设备中，例如终端或服务器等设备中，该终端可以包括但不限于手机、平板电脑或台式电脑等设备。
图3为本申请实施例提供的一种基于红外图像的非均匀矫正装置的结构框图，如图3所示，该装置主要包括：
初步校正模块201，用于基于差值补偿对获取的待处理红外图像进行初步校正，获取初始红外图像；
二次校正模块202，用于基于区域属性关系对初始红外图像进行二次校正。
作为本实施例的一种可选实施方式，初步校正模块201，具体用于利用预设的标准板进行红外成像，获取标准图像；其中，标准图像与待处理红外图像的尺寸相同；将标准图像的像素点定义为第一像素点，将待处理红外图像的像素点定义为第二像素点；根据第一像素点获取对待处理红外图像进行补偿的补偿差值；根据补偿差值对待处理红外图像的每一个第二像素点进行校正，获取初始红外图像。
作为本实施例的一种可选实施方式，二次校正模块202，具体用于确定初始红外图像的周围像素点与中心像素点的区域属性关系；根据区域属性关系确定初始红外图像的图像真值；用图像真值替换初始红外图像中对应的像素点的灰度值。
作为本实施例的一种可选实施方式，二次校正模块202，还具体用于分别计算初始红外图像的周围像素点的灰度值与中心像素点的灰度值的第二差值；根据第二差值确定区域属性关系。
作为本实施例的一种可选实施方式，二次校正模块202，还具体用于根据区域属性关系获取初始红外图像的每个像素点的加权系数；根据加权系数获取初始红外图像的图像真值。
上述实施例提供的方法中的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的基于红外图像的非均匀矫正装置，通过前述对基于红外图像的非均匀矫正方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中的基于红外图像的非均匀矫正装置的实施方法，为了说明书的简洁，在此不再详述。
为了更好地执行上述方法的程序，本申请实施例还提供一种计算机设备，如图4所示，计算机设备300包括存储器301和处理器302。
计算机设备300可以以各种形式来实施，包括手机、平板电脑、掌上电脑、笔记本电脑和台式计算机等设备。
其中，存储器301可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器301可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作***的指令、用于至少一个功能的指令(比如分别计算初始红外图像的周围像素点的灰度值与中心像素点的灰度值的第二差值等)以及用于实现上述实施例提供的基于红外图像的非均匀矫正方法的指令等；存储数据区可存储上述实施例提供的基于红外图像的非均匀矫正方法中涉及到的数据等。
处理器302可以包括一个或者多个处理核心。处理器302通过运行或执行存储在存储器301内的指令、程序、代码集或指令集，调用存储在存储器301内的数据，执行本申请的各种功能和处理数据。处理器302可以为特定用途集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、数字信号处理装置(Digital Signal Processing Device，DSPD)、可编程逻辑装置(ProgrammableLogic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器和微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器302功能的电子器件还可以为其它，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。该计算机可读存储介质存储有能够被处理器加载并执行上述实施例的基于红外图像的非均匀矫正方法的计算机程序。
本申请具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种基于红外图像的非均匀矫正方法，其特征在于，包括：
基于差值补偿对获取的待处理红外图像进行初步校正，获取初始红外图像；
基于区域属性关系对所述初始红外图像进行二次校正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于差值补偿对获取的待处理红外图像进行初步校正，获取初始红外图像包括：
利用预设的标准板进行红外成像，获取标准图像；其中，所述标准图像与所述待处理红外图像的尺寸相同；
将所述标准图像的像素点定义为第一像素点，将所述待处理红外图像的像素点定义为第二像素点；
根据所述第一像素点获取对所述待处理红外图像进行补偿的补偿差值；
根据所述补偿差值对所述待处理红外图像的每一个第二像素点进行校正，获取所述初始红外图像。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于区域属性关系对所述初始红外图像进行二次校正包括：
确定所述初始红外图像的周围像素点与中心像素点的区域属性关系；
根据所述区域属性关系确定所述初始红外图像的图像真值；
用所述图像真值替换所述初始红外图像中对应的像素点的灰度值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述初始红外图像的周围像素点与中心像素点的区域属性关系包括：
分别计算所述初始红外图像的周围像素点的灰度值与中心像素点的灰度值的第二差值；
根据所述第二差值确定所述区域属性关系。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述区域属性关系确定所述初始红外图像的图像真值包括：
根据所述区域属性关系获取所述初始红外图像的每个像素点的加权系数；
根据所述加权系数获取所述初始红外图像的图像真值。
6.一种基于红外图像的非均匀矫正装置，其特征在于，包括，
初步校正模块，用于基于差值补偿对获取的待处理红外图像进行初步校正，获取初始红外图像；
二次校正模块，用于基于区域属性关系对所述初始红外图像进行二次校正。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述初步校正模块，具体用于：
利用预设的标准板进行红外成像，获取标准图像；其中，所述标准图像与所述待处理红外图像的尺寸相同；
将所述标准图像的像素点定义为第一像素点，将所述待处理红外图像的像素点定义为第二像素点；
根据所述第一像素点获取对所述待处理红外图像进行补偿的补偿差值；
根据所述补偿差值对所述待处理红外图像的每一个第二像素点进行校正，获取所述初始红外图像。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述二次校正模块，具体用于：
确定所述初始红外图像的周围像素点与中心像素点的区域属性关系；
根据所述区域属性关系确定所述初始红外图像的图像真值；
用所述图像真值替换所述初始红外图像中对应的像素点的灰度值。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述二次校正模块，还具体用于：
分别计算所述初始红外图像的周围像素点的灰度值与中心像素点的灰度值的第二差值；
根据所述第二差值确定所述区域属性关系。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述二次校正模块，还具体用于：
根据所述区域属性关系获取所述初始红外图像的每个像素点的加权系数；
根据所述加权系数获取所述初始红外图像的图像真值。
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