本发明涉及一种图像条状噪声抑制方法及系统,更具体一点说,涉及一种基于一维边窗滤波的长波红外图像条状噪声抑制方法及系统,属于图像去噪领域。
背景技术:
1、现有的红外相机往往通过挡板(近似恒温平面黑体)来校正条状噪声。实际使用过程中,由舵机或其他动力机构操作挡板,并通过采集若干帧挡板红外图像后的均值作为校正项。但是,条状噪声会随着环境温度的变化而改变(漂移),当环境温度变化剧烈的时候,短时间就会出现明显的条状噪声。这种情况下,采取挡板校正方式需要频繁的中断采集过程,这会影响相机的采集帧率,导致限制其在需要高帧率的任务中的应用。其次,无损检测、自动驾驶(行人检测)等任务中,采用挡板校正方式容易导致错过重要时间点的信息,引起漏检。另外,操作挡板需要的动力机构,其也会带来额外的成本和功耗,不利于红外相机的小型化。
2、目前,使用长波红外相机采集红外图像时,在无法使用挡板校正的情况下,会出现列向的条状噪声,表现为列向的条纹。因此,研究一种能够在抑制噪声的同时精确保留垂直方向的边缘的长波红外图像条状噪声抑制方法及系统是必然趋势。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术问题,本发明提供具有可以有效去除长波红外图像的条状噪声并精确保留垂直方向的边缘等技术特点的一种基于一维边窗滤波的长波红外图像条状噪声抑制方法及系统。
2、为了实现上述目的,本发明是通过以下技术方案实现的:
3、本发明一种基于一维边窗滤波的长波红外图像条状噪声抑制方法,该方法包括如下步骤:
4、步骤1)输入(红外)图像,采用一维水平边窗滤波(方法)对包含条状噪声的(红外)图像进行高低频信息分解(信息分离),实现在精确保留平滑部分中垂直边缘的前提下,获得平滑部分和高频部分;
5、步骤2)对高频部分中的条状噪声进行精确提取,将平滑部分作为引导图像,高频部分作为滤波图像,并采用一维列向引导滤波(方法)获得条状噪声;
6、步骤3)将输入(红外)图像减去条状噪声,实现去除条状噪声,最终,输出(去噪)图像。
7、优选的,步骤1)中一维水平边窗滤波表达式为:
8、q=f(p)
9、hg=p-q
10、其中,p为输入红外图像,f(·)为一维水平边窗滤波,(·)中的·表示省略,q为平滑部分,hf为包含条状噪声和纹理的高频部分。
11、优选的,步骤2)中一维列向引导滤波表达式为:
12、s=fcgf(filtering=hf,guidance=q)
13、其中,fcgf(·)为一维列向引导滤波,(·)中的·表示省略,hf为滤波图像,q为引导图像,s为条状噪声。
14、优选的,步骤3)中将输入图像减去条状噪声的表达式为:
15、o=p-s
16、其中,o为输出图像,s为条状噪声,p为输入红外图像。
17、优选的,步骤1)中采用的一维水平边窗滤波(方法)具体包括:
18、将待处理像素点放置于滤波窗口的边缘上(由于采用一维水平滤波窗口,只需要考虑左边窗和右边窗即可),所述滤波窗口为图像宽度h的1/4(表达为),根据左边窗和右边窗的滤波结果,选择与输入最接近的滤波结果作为一维水平边窗滤波(方法)的输出,以此实现最大程度保留平滑部分的垂直边缘,并避免垂直边缘与条状噪声的混淆。
19、优选的,设一维水平滤波窗口尺寸为1×(2r+1),左边窗定义为第1到第r+1个像素点,右边窗定义为第r+2到最后一个像素点(即第2r+1个)。
20、优选的,步骤2)中在窗口范围内条状噪声(一维列向引导滤波的输出图像)和引导图像成线性关系,而一列内条状噪声与平滑部分满足分段线性关系。
21、本发明一种基于一维边窗滤波的长波红外图像条状噪声抑制方法的系统,包括带有计算机可用程序代码的计算机、存储介质,存储介质为磁盘存储器、cd-rom、光学存储器中一种或多种。
22、有益效果:本发明具有可以有效去除长波红外图像的条状噪声并精确保留垂直方向的边缘等技术特点;去除条状噪声时,无需动力机构,相对于现有技术降低了成本和功耗;本申请技术方案为实现红外相机的小型化发展提供了基础和方向。
1.一种基于一维边窗滤波的长波红外图像条状噪声抑制方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于一维边窗滤波的长波红外图像条状噪声抑制方法,其特征在于:步骤1)中一维水平边窗滤波表达式为:
3.根据权利要求1所述的一种基于一维边窗滤波的长波红外图像条状噪声抑制方法,其特征在于:步骤2)中一维列向引导滤波表达式为:
4.根据权利要求1所述的一种基于一维边窗滤波的长波红外图像条状噪声抑制方法,其特征在于:步骤3)中将输入图像减去条状噪声的表达式为:
5.根据权利要求1或2所述的一种基于一维边窗滤波的长波红外图像条状噪声抑制方法,其特征在于:步骤1)中采用的一维水平边窗滤波具体包括:
6.根据权利要求5所述的一种基于一维边窗滤波的长波红外图像条状噪声抑制方法,其特征在于:设一维水平滤波窗口尺寸为1×(2r+1),左边窗定义为第1到第r+1个像素点,右边窗定义为第r+2到最后一个像素点。
7.根据权利要求1或3所述的一种基于一维边窗滤波的长波红外图像条状噪声抑制方法,其特征在于:步骤2)中在窗口范围内条状噪声和引导图像成线性关系,而一列内条状噪声与平滑部分满足分段线性关系。
8.一种实现权利要求1-7任一项所述的基于一维边窗滤波的长波红外图像条状噪声抑制方法的系统,其特征在于:包括带有计算机可用程序代码的计算机、存储介质,存储介质为磁盘存储器、cd-rom、光学存储器中一种或多种。