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基于雙直方圖均衡算法的紅外圖像增強

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 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

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生的灰度飽和和局部細節丟失的情況,提出了一種雙直方圖均衡算法。首先對圖像的背景和前景進行分割,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,然后再對分割的子圖分別作全局直方圖均衡(Global Histogram Equalization,GHE)。對該算法進行了實驗驗證,結果表明,相較于GHE算法,經該算法增強后的圖像峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio,PSNR)提高約16.425%,結構相似度(Structural Similarity Index,SSIM)提高約14.85%。同時通過主觀分析,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行雙直方圖均衡可以有效抑制GHE算法產生的灰度飽和和細節丟失現象。

圖像分割;雙直方圖均衡;K-Means;局部最小值

0 引言

紅外成像技術在國防、安防、應急搶險、無損檢測、毒氣探測等領域應用十分廣泛[1-3]。受限于紅外探測器的發展,紅外圖像具有分辨率低、對比度低、信噪比低等缺點[4]。克服紅外圖像固有的這些缺點,一是依賴于紅外探測器的發展;二是運用圖像增強技術對紅外圖像進行增強處理。后者具有成本低,容易迭代等優點,所以研究紅外圖像增強算法具有重大意義。

基于直方圖修正的算法在紅外圖像增強中應用比較廣泛。由于紅外圖像原始數據多為12~16bit[5-6],而顯示設備的顯示寬度多為8bit,直方圖均衡算法將高位數據壓縮至低位數據。……

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