一種基于時域濾波的紅外序列圖像去噪算法

周克虎，雷 濤，羅 剛

（1.中國科學院光電技術研究所，四川 成都 610209；2.中國人民解放軍63618部隊，新疆 庫爾勒 841000）

引言

光學設備廣泛應用于偵查、測量等領域，現代光學設備一般配置有可見光、紅外等多種波段的探測器，其最終的成像效果受光學系統設計、探測器性能、場景光照條件以及環境溫度等諸多因素的影響。但對于用戶或設備操作人員，其對于成像效果好壞的感受則直接來源于最終的圖像顯示效果好壞。紅外探測器在光學設備中一般承擔著目標捕獲和高精度位置測量的功能，其圖像經常需回傳指揮中心進行實時顯示。因此，紅外圖像顯示效果的優化對于提升設備的成像質量以及用戶體驗有著重要的意義。

在實際項目中，探測器噪聲導致的紅外圖像顯示效果惡化嚴重影響了設備的成像質量。常見的紅外圖像去噪方法主要分為空域方法和變換域方法。空域濾波主要是利用噪聲空間分布的隨機性，傳統的方法有均值濾波、高斯濾波等。這類空域濾波算法會導致圖像中邊緣和紋理的退化，導致表征圖像細節信息的關鍵梯度數據丟失，輸出圖像整體表現出模糊感。Tomasi等人提出了一種利用灰度距離進行權值修正的空域高斯濾波算法，稱為雙邊濾波（bilateral filter）[1-4]。該算法不僅能夠去掉噪聲，還能夠保持邊緣，解決了傳統空域濾波算法導致的圖像模糊，在很多場合下表現出了較好的去噪效果。但是，該算法沒有利用圖像時域的相關性，無法去除序列圖像顯示時噪聲引起的幀間灰度隨機變化，其時域去噪效果有待提升。……