本發(fā)明涉及圖像處理的，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)夜視功能的紅外圖像處理方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在野外，尤其是在不熟悉的環(huán)境中，夜間能見度極低，人員容易因方向感喪失而迷路。尤其是在森林、山區(qū)等復(fù)雜地形中，迷路的風(fēng)險(xiǎn)更高。夜間在野外活動(dòng)時(shí)，由于視線不佳、地面不平整等因素，人員容易發(fā)生摔倒、跌落等意外受傷事件。某些自然災(zāi)害，如地震、泥石流、山洪等，可能發(fā)生在夜間，導(dǎo)致人員被困或失蹤。此時(shí)，需要迅速組織夜間搜救行動(dòng)，以挽救生命。

2、在夜間搜救中，時(shí)間是最寶貴的資源。隨著夜晚的深入，遇險(xiǎn)者面臨的風(fēng)險(xiǎn)不斷增加，如體溫過低、脫水、迷路等。因此，搜救隊(duì)伍必須爭(zhēng)分奪秒，盡快找到遇險(xiǎn)者并展開救援。然而，夜間的野外，光線幾乎完全消失，夜晚的視線受限和環(huán)境復(fù)雜性使得搜救進(jìn)度往往比白天緩慢，這進(jìn)一步加劇了時(shí)間的緊迫性。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，通過紅外熱成像技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)隱蔽角落的受困人員，但對(duì)于搜救隊(duì)伍來說，搜救隊(duì)伍需要在黑暗中摸索前行，依靠手電筒、頭燈等有限的光源照亮前方，同時(shí)警惕著可能的地形障礙和未知的危險(xiǎn)。搜救人員的視覺受限，導(dǎo)致行動(dòng)受限，嚴(yán)重降低了搜救效率，導(dǎo)致受困人員面臨的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就在于解決上述背景技術(shù)中提到的搜救效率低的問題，而提出一種實(shí)現(xiàn)夜視功能的紅外圖像處理方法及裝置。

2、本發(fā)明實(shí)施的第一方面，提供了一種實(shí)現(xiàn)夜視功能的紅外圖像處理方法，應(yīng)用于搜救成像設(shè)備；所述方法包括：

3、獲取目標(biāo)方向的多源圖像；所述多源圖像包括第一主動(dòng)紅外圖像、第一被動(dòng)紅外圖像；

4、根據(jù)預(yù)設(shè)的重疊視場(chǎng)，對(duì)多源圖像進(jìn)行區(qū)域裁切，得到第二主動(dòng)紅外圖像和第二被動(dòng)紅外圖像；

5、對(duì)所述第二被動(dòng)紅外圖像進(jìn)行雙線性插值處理，得到第三被動(dòng)紅外圖像；

6、通過改進(jìn)的非局部均值濾波算法，對(duì)所述第二主動(dòng)紅外圖像進(jìn)行去噪處理，得到第三主動(dòng)紅外圖像；

7、根據(jù)所述第三被動(dòng)紅外圖像，得到多個(gè)可疑熱源區(qū)域；

8、根據(jù)多個(gè)可疑熱源區(qū)域，對(duì)所述第三主動(dòng)紅外圖像進(jìn)行增強(qiáng)，得到目標(biāo)融合圖像。

9、可選的，所述搜救成像設(shè)備安裝有近紅外攝像頭、熱輻射攝像頭以及l(fā)1和l5天線；所述近紅外攝像頭和熱輻射攝像頭以固定的位置和角度安裝在所述搜救成像設(shè)備上；所述近紅外攝像頭用于獲取第一主動(dòng)紅外圖像；所述熱輻射攝像頭用于獲取第一被動(dòng)紅外圖像；

10、在所述獲取目標(biāo)方向的多源圖像之前，所述方法還包括：

11、獲取受困人員的呼救信號(hào)，并根據(jù)所述呼救信號(hào)確定受困人員的第一定位信息；

12、通過li和l5天線，獲取衛(wèi)星l1和l5頻段的信號(hào)數(shù)據(jù)，確定搜救人員的第二定位信息；

13、根據(jù)所述第一定位信息和所述第二定位信息，確定搜索的目標(biāo)方向。

14、可選的，所述通過改進(jìn)的非局部均值濾波算法，對(duì)所述第二主動(dòng)紅外圖像進(jìn)行去噪處理，得到第三主動(dòng)紅外圖像包括：

15、步驟一，初始化控制參數(shù)、熵比較值、最優(yōu)圖像和次數(shù)記錄值；

16、步驟二，將所述控制參數(shù)增大第一預(yù)設(shè)步長(zhǎng)；

17、步驟三，根據(jù)所述控制參數(shù)對(duì)所述第二主動(dòng)紅外圖像進(jìn)行非局部均值濾波，得到臨時(shí)圖像，計(jì)算所述臨時(shí)圖像的熵值：

18、

19、其中，h是所求熵值；pi是所述臨時(shí)圖像中灰度級(jí)為i的像素的概率；

20、步驟四，若所述熵值大于所述熵比較值，則將所述熵值賦值給所述熵比較值，將所述臨時(shí)圖像賦值給所述最優(yōu)圖像；否則，次數(shù)記錄值加1；

21、步驟五，若所述次數(shù)記錄值小于預(yù)設(shè)的變化次數(shù)，則返回步驟二；否則將所述最優(yōu)圖像作為第三主動(dòng)紅外圖像。

22、可選的，所述根據(jù)所述第三被動(dòng)紅外圖像，得到多個(gè)熱源區(qū)域包括：

23、根據(jù)第一預(yù)設(shè)閾值，對(duì)所述第三被動(dòng)紅外圖像進(jìn)行分割，得到多個(gè)熱源前景；

24、根據(jù)目標(biāo)熱源前景的像素?cái)?shù)量，確定所述目標(biāo)熱源前景的面積特征值；所述目標(biāo)熱源前景是多個(gè)熱源前景中任一個(gè)；

25、若所述面積特征值大于第二預(yù)設(shè)閾值，則將所述目標(biāo)熱源前景作為可疑熱源區(qū)域。

26、可選的，所述根據(jù)多個(gè)可疑熱源區(qū)域，對(duì)所述第三主動(dòng)紅外圖像進(jìn)行增強(qiáng)，得到目標(biāo)融合圖像包括：

27、根據(jù)所述第三被動(dòng)紅外圖像和所述第三主動(dòng)紅外圖像在多個(gè)可疑熱源區(qū)域的像素值，計(jì)算目標(biāo)融合圖像在多個(gè)可疑熱源區(qū)域的像素值：

28、

29、其中，tfi(x)是所述目標(biāo)融合圖像中像素x的灰度值；ai(x)是所述第三主動(dòng)紅外圖像中像素x的灰度值；pi(x)是所述第三被動(dòng)紅外圖像中像素x的灰度值；像素x被約束在多個(gè)可疑熱源區(qū)域內(nèi)；w1、w2是權(quán)重系數(shù)。

30、本發(fā)明實(shí)施的第二方面，提供了一種實(shí)現(xiàn)夜視功能的紅外圖像處理裝置，應(yīng)用于搜救成像設(shè)備；所述裝置包括：

31、多源圖像獲取模塊，用于獲取目標(biāo)方向的多源圖像；所述多源圖像包括第一主動(dòng)紅外圖像、第一被動(dòng)紅外圖像；

32、圖像配準(zhǔn)模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的重疊視場(chǎng)，對(duì)多源圖像進(jìn)行區(qū)域裁切，得到第二主動(dòng)紅外圖像和第二被動(dòng)紅外圖像；

33、像素對(duì)齊模塊，用于對(duì)所述第二被動(dòng)紅外圖像進(jìn)行雙線性插值處理，得到第三被動(dòng)紅外圖像；

34、濾波去噪模塊，用于通過改進(jìn)的非局部均值濾波算法，對(duì)所述第二主動(dòng)紅外圖像進(jìn)行去噪處理，得到第三主動(dòng)紅外圖像；

35、熱源信息提取模塊，用于根據(jù)所述第三被動(dòng)紅外圖像，得到多個(gè)可疑熱源區(qū)域；

36、圖像融合模塊，用于根據(jù)多個(gè)可疑熱源區(qū)域，對(duì)所述第三主動(dòng)紅外圖像進(jìn)行增強(qiáng)，得到目標(biāo)融合圖像。

37、可選的，所述搜救成像設(shè)備安裝有近紅外攝像頭、熱輻射攝像頭以及l(fā)1和l5天線；所述近紅外攝像頭和熱輻射攝像頭以固定的位置和角度安裝在所述搜救成像設(shè)備上；所述近紅外攝像頭用于獲取第一主動(dòng)紅外圖像；所述熱輻射攝像頭用于獲取第一被動(dòng)紅外圖像；

38、所述裝置還包括：

39、呼救信號(hào)獲取模塊，用于獲取受困人員的呼救信號(hào)，并根據(jù)所述呼救信號(hào)確定受困人員的第一定位信息；

40、衛(wèi)星信號(hào)獲取模塊，用于通過li和l5天線，獲取衛(wèi)星l1和l5頻段的信號(hào)數(shù)據(jù)，確定搜救人員的第二定位信息；

41、目標(biāo)方向確定模塊，用于根據(jù)所述第一定位信息和所述第二定位信息，確定搜索的目標(biāo)方向。

42、可選的，所述濾波去噪模塊包括：

43、初始化模塊，用于初始化控制參數(shù)、熵比較值、最優(yōu)圖像和次數(shù)記錄值；

44、遞增模塊，用于將所述控制參數(shù)增大第一預(yù)設(shè)步長(zhǎng)；

45、去噪效果計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述控制參數(shù)對(duì)所述第二主動(dòng)紅外圖像進(jìn)行非局部均值濾波，得到臨時(shí)圖像，計(jì)算所述臨時(shí)圖像的熵值：

46、

47、其中，h是所求熵值；pi是所述臨時(shí)圖像中灰度級(jí)為i的像素的概率；

48、保優(yōu)模塊，用于若所述熵值大于所述熵比較值，則將所述熵值賦值給所述熵比較值，將所述臨時(shí)圖像賦值給所述最優(yōu)圖像；否則，次數(shù)記錄值加1；

49、輸出判斷模塊，用于若所述次數(shù)記錄值小于預(yù)設(shè)的變化次數(shù)，則返回遞增模塊；否則將所述最優(yōu)圖像作為第三主動(dòng)紅外圖像。

50、可選的，所述熱源信息提取模塊包括：

51、閾值分割模塊，用于根據(jù)第一預(yù)設(shè)閾值，對(duì)所述第三被動(dòng)紅外圖像進(jìn)行分割，得到多個(gè)熱源前景；

52、噪點(diǎn)去除模塊，用于根據(jù)目標(biāo)熱源前景的像素?cái)?shù)量，確定所述目標(biāo)熱源前景的面積特征值；所述目標(biāo)熱源前景是多個(gè)熱源前景中任一個(gè)；

53、熱源區(qū)域確定模塊，用于若所述面積特征值大于第二預(yù)設(shè)閾值，則將所述目標(biāo)熱源前景作為可疑熱源區(qū)域。

54、可選的，所述圖像融合模塊包括：

55、熱源信息添加模塊，用于根據(jù)所述第三被動(dòng)紅外圖像和所述第三主動(dòng)紅外圖像在多個(gè)可疑熱源區(qū)域的像素值，計(jì)算目標(biāo)融合圖像在多個(gè)可疑熱源區(qū)域的像素值：

56、

57、其中，tfi(x)是所述目標(biāo)融合圖像中像素x的灰度值；ai(x)是所述第三主動(dòng)紅外圖像中像素x的灰度值；pi(x)是所述第三被動(dòng)紅外圖像中像素x的灰度值；像素x被約束在多個(gè)可疑熱源區(qū)域內(nèi)；w1、w2是權(quán)重系數(shù)。

58、本發(fā)明的有益效果：

59、本發(fā)明提出了一種實(shí)現(xiàn)夜視功能的紅外圖像處理方法，應(yīng)用于搜救成像設(shè)備；該方法包括：獲取目標(biāo)方向的多源圖像；多源圖像包括第一主動(dòng)紅外圖像、第一被動(dòng)紅外圖像；根據(jù)預(yù)設(shè)的重疊視場(chǎng)，對(duì)多源圖像進(jìn)行區(qū)域裁切，得到第二主動(dòng)紅外圖像和第二被動(dòng)紅外圖像；對(duì)第二被動(dòng)紅外圖像進(jìn)行雙線性插值處理，得到第三被動(dòng)紅外圖像；通過改進(jìn)的非局部均值濾波算法，對(duì)第二主動(dòng)紅外圖像進(jìn)行去噪處理，得到第三主動(dòng)紅外圖像；根據(jù)第三被動(dòng)紅外圖像，得到多個(gè)可疑熱源區(qū)域；根據(jù)多個(gè)可疑熱源區(qū)域，對(duì)第三主動(dòng)紅外圖像進(jìn)行增強(qiáng)，得到目標(biāo)融合圖像。

60、通過獲取目標(biāo)方向的主動(dòng)和被動(dòng)紅外圖像，可以獲得全面的視覺信息和熱源信息，其中，主動(dòng)紅外圖像可以提供環(huán)境地形信息，被動(dòng)紅外圖像可以提供受困人員的熱源信息；將被動(dòng)紅外的熱源信息添加到主動(dòng)紅外圖像中得到融合圖像，使得搜救人員通過融合圖像既可以看到清晰的地形特征，也可以較容易地發(fā)現(xiàn)受困人員，從而使搜救人員不受限于夜晚的黑暗環(huán)境，大大提高了搜救效率。