什么是红外图像处理算法

1-红外图像增强研究背景和意义

1.1研究背景

红外图像是红外技术与成像技术结合的产物。人类感知只限于电磁波谱的可见光波段，对于全部电磁波谱上其它不可见光，如γ射线、X射线、紫外线、红外线、微波等，人类的视觉则无法感知。然而科学技术的发展使得成像技术与设备可以覆盖几乎全部电磁波谱，从γ射线到无线电波，将人类不可见的射线转化为可见的图像，这些图像涉及我们人类生活的许多领域，发挥着日益重要的作用。

比如，红外成像技术可以用于测温、监控着火、军事、检测建筑材料、医学、电力行业等。

1.2研究意义

但由于红外图像的成像机理以及红外成像系统自身的原因，红外图像与可见光图像相比，大多有图像对比度低、图像较模糊、信噪比低等特点。这对后续的特征提取、识别或跟踪等极为不利，因此抑制噪声，提高图像信噪比，以及调整红外图像对比度，增强红外图像边沿及线条等操作是必不可少的。所以，需要对图像进行适当的处理，因此红外图像增强是非常有必要的。

图像增强技术的主要目的是处理一幅给定的图像使它的结果对某种特定应用来说比原始。图像更合用。通过增强，可以改善红外图像的质量，为后续对红外图像的操作提供准备。

1.3红外图像的缺点

• (1)红外热图像表征景物的温度分布，是灰度图像，没有彩色或阴影，分辨率低、分辨潜力差；
• (2) 红外图像空间相关性强、对比度低、视觉效果模糊；
• (3) 红外图像的清晰度低于可见光图像；
• (4)外界环境的随机干扰和热成像系统的不完善，给红外图像带来多种多样的噪声，导致红外图像的信噪比非常低；
• (5)外界干扰造成红外图像的非均匀性，体现为图像的固定图案噪声、串扰、 畸变等。

1.4红外成像技术的特点

• （1）红外辐射能够穿过雾、烟尘而且系统工作波段宽，系统作用距离远;
• （2）采取被动工作方式，不易被发现或受干扰;
• （3）可在昼夜或恶劣气候下工作，接近全天候;
• （4）适合高精度跟踪瞄准;

（5）不易受射击、爆炸和照明闪光等强光影响。

上述这些特点使红外热成像系统特别适合军事应用，因此，各国都以巨额投资竞相开展这一领域的研究工作。

2-红外图像增强经典算法

2.1图像增强

图像增强是指根据特定的需要突出图像中的重要信息，同时减弱或去除不需要的信息。从不同的途径获取的图像，通过进行适当的增强处理，可以将原本模糊不清甚至根本无法分辨的原始图像处理成清晰的富含大量有用信息的可使用图像，有效地去除图像中的噪声、增强图像中的边缘或其他感兴趣的区域，从而更加容易对图像中感兴趣的目标进行检测和测量。

有效地去除图像中的噪声、增强图像中的边缘或其他感兴趣的区域，从而更加容易对图像中感兴趣的目标进行检测和测量。

2.2灰度变换

基于点运算的灰度级矫正可以表示为：

g(x , y) = T[f(x , y)]

其中f表示灰度，T表示灰度变化函数。

根据T的不同，我们可以把灰度变换分为逆反处理、阈值变换、灰度拉伸、灰度切分、灰度级修正、动态范围调整等等。

总的来说分为线性变换和非线性变换。

2.2.1线性变换

G(