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一种自适应红外图像增强处理的FPGA实现

作者:莫增 廖飞 邓玲时间:2013-02-21来源:电子产品世界

  引言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/142174.htm

  红外成像技术是当今科技发展的热点,具有广泛的应用。但是由于受红外探测器件的影响,红外成像仪的成像效果还不够理想,主要表现为图像中的目标与背景区分不明显、对比度低、噪声大、信噪比低等缺点,因而处理首要解决的问题是图像增强。要实现图像的增强处理,主要有两个途径:一是改善探测器性能,一是在系统电子部分加入实时图像处理功能。在目前条件下,加入实时图像处理功能是快速而经济的做法。本文根据上述特点设计了基于处理系统,该系统采用自适应直方图均衡化图像增强处理后,红外图像视觉效果明显改善,对比度增强,成像效果理想。

  自适应平台直方图算法研究

  红外图像是场景热辐射分布所成的图像,由于场景中的目标和背景的温差相对较小,所以红外图像具有高背景、低反差的特点,其信噪比也比可见光图像低。为了从红外图像中正确地识别目标,必须对红外图像进行增强处理。本文提出了一种基于直方图的自适应平台值选择方法,它根据图像的直方图,自适应地选择,实现自适应平台直方图均衡化,增强目标。

  平台直方图均衡化是对直方图均衡化算法的一种修正。它是通过选择一个合适的T,对统计直方图进行如下修正:如果某灰度级的直方图值小于T,就保持不变;如果大于平台阈值T,则将其置为T,即
       
  其中,k表示图像的灰度级,对于8bit的灰度图像,是图像的平台直方图。 

  为了更好地突出目标,平台值必须大于等于直方图对应与目标的峰值。据此,本文采用了一种平台自适应算法,此算法的具体步骤如下。

  (1)统计原图像的直方图,取出统计直方图中的非零单元,构成集合中非零单元的个数。 

  (2)找出局部最大值和整体最大值:对中值滤波后的非零单元进行一阶差分运算,找出满足下列条件的,同时,则m点即为局部最大点,,N是局部最大值个数,集合的中最大值为整体最大值。 

  (3)求出子集(除去整体最大值)的平均值MT,即为估计的平台阈值。用该平台阈值对图像进行平台直方图均衡化处理。



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