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基于雙直方圖均衡算法的紅外圖像增強(qiáng)

2022-09-26 06:01:50羅志斌朱洪洋陳如造朱光明郭小軍劉孟然
紅外技術(shù) 2022年9期

閆 哲,蔣 礫,楊 帆,羅志斌,賈 贊,張 巍,朱洪洋,陳如造,朱光明,郭小軍,劉孟然

基于雙直方圖均衡算法的紅外圖像增強(qiáng)

閆 哲,蔣 礫,楊 帆,羅志斌,賈 贊,張 巍,朱洪洋,陳如造,朱光明,郭小軍,劉孟然

(昆明物理研究所,云南 昆明 650032)

為了抑制全局直方圖均衡產(chǎn)生的灰度飽和和局部細(xì)節(jié)丟失的情況,提出了一種雙直方圖均衡算法。首先對(duì)圖像的背景和前景進(jìn)行分割,提出基于直方圖的局部最小值和修正的K-Means聚類算法來確定圖像的理想分割閾值,然后再對(duì)分割的子圖分別作全局直方圖均衡(Global Histogram Equalization,GHE)。對(duì)該算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明,相較于GHE算法,經(jīng)該算法增強(qiáng)后的圖像峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio,PSNR)提高約16.425%,結(jié)構(gòu)相似度(Structural Similarity Index,SSIM)提高約14.85%。同時(shí)通過主觀分析,基于直方圖局部最小值和修正的K-Means聚類算法的圖像分割進(jìn)行雙直方圖均衡可以有效抑制GHE算法產(chǎn)生的灰度飽和和細(xì)節(jié)丟失現(xiàn)象。

圖像分割;雙直方圖均衡;K-Means;局部最小值

0 引言

紅外成像技術(shù)在國防、安防、應(yīng)急搶險(xiǎn)、無損檢測(cè)、毒氣探測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛[1-3]。受限于紅外探測(cè)器的發(fā)展,紅外圖像具有分辨率低、對(duì)比度低、信噪比低等缺點(diǎn)[4]。克服紅外圖像固有的這些缺點(diǎn),一是依賴于紅外探測(cè)器的發(fā)展;二是運(yùn)用圖像增強(qiáng)技術(shù)對(duì)紅外圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理。后者具有成本低,容易迭代等優(yōu)點(diǎn),所以研究紅外圖像增強(qiáng)算法具有重大意義。

基于直方圖修正的算法在紅外圖像增強(qiáng)中應(yīng)用比較廣泛。由于紅外圖像原始數(shù)據(jù)多為12~16bit[5-6],而顯示設(shè)備的顯示寬度多為8bit,直方圖均衡算法將高位數(shù)據(jù)壓縮至低位數(shù)據(jù)?!?br>

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