数学形态学和小波变换的红外图像处理方法

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1、第１５卷第１期光学精密工程Ｖｏｌ．１５Ｎｏ．１２００７年１月ＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪａｎ．２００７文章编号１００４９２４Ｘ（２００７）０１０１３８０７数学形态学和小波变换的红外图像处理方法同武勤１，凌永顺１，黄超超１，杨华１，樊祥２（１．解放军电子工程学院安徽省红外与低温等离子体重点实验室，安徽合肥２３００３７；２．中国科学技术大学，安徽合肥２３００３１）摘要：为了从红外热图像中识别和跟踪目标，提出了一种采用数学形态学和小波变换相结合的红外图像处理新方法。该方法首先利用形态开、闭滤波器组对原始图像进

2、行平滑处理；然后采用一种改进的数学形态学的分水岭算法对红外图像进行分割，同时利用考虑了图像纹理信息的小波阈值对分割的图像进行滤波处理；最后针对过分割问题提出了一种利用区域灰度中值对分割区域进行融合处理的算法。实验结果及算法性能评估结果表明，该方法能够较好地解决红外目标的识别问题，具有较好的实用性。关键词：分水岭算法；小波阈值滤波；红外目标检测；红外图像处理中图分类号：ＴＰ３９１．４文献标识码：Ａ犘狉狅犮犲狊狊犻狀犵犿犲狋犺狅犱狅犳犐犚犻犿犪犵犲犫犪狊犲犱狅狀犿犪狋犺犲犿犪狋犻犮犪犾犿狅狉狆犺狅犾狅犵狔犪狀犱狑犪狏犲犾犲狋狋狉犪狀狊犳狅狉犿１

3、，ＬＩＮＧＹｏｎｇｓｈｕｎ１，ＨＵＡＮＧＣｈａｏｃｈａｏ１，ＹＡＮＧＨｕａ１，ＦＡＮＸｉａｎｇ２ＴＯＮＧＷｕｑｉｎ（１．犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犐狀犳狉犪狉犲犱犪狀犱犔狅狑犜犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犘犾犪狊犿犪狅犳犃狀犺狌犻犘狉狅狏犻狀犮犲，犘犔犃犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犐狀狊狋犻狋狌狋犲，犎犲犳犲犻２３００３７，犆犺犻狀犪；２．犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔狅犳犆犺犻狀犪，犎犲犳犲犻２３００３１，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｒｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇａｎ

4、ｄｔｒａｃｋｉｎｇｔａｒｇｅｔｓｆｒｏｍｉｎｆｒａｒｅｄｔｈｅｒｍａｌｉｍａｇｅｓ，ａｎｉｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ａｏｒｉｇｉｎａｌｉｍａｇｅｗａｓｓｍｏｏｔｈｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｐｅｎａｎｄｃｌｏｓｅｆｉｌｔｅｒｓｏｆｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｎｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｅｗａｓｓｅｇｍｅｎｔｅｄｗｉｔｈｉｍｐｒｏｖｅｄｗａｔｅｒｓｈｅｄ，ｓｉｍｕｌｔ

5、ａｎｅｏｕｓｌｙ，ｔｈｅｓｅｇｍｅｎｔｅｄｉｍａｇｅｗａｓｐｒｏｃｅｓｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｗａｖｅｌｅｔｔｈｒｅｓｈｏｌｄｗｉｔｈｐｉｃｔｕｒｅｔｅｘｔｕｒｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｆｏｒｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｏｖｅｒｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｒｅｇｉｏｎｓ，ａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｒｅｇｉｏｎｍｅｒｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗａｓｓｅｔｔｌｅｄｔｏｆｕｓｅｔｈｅｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｒｅｇｉｏｎｕｓｉｎｇｔｈｅｒｅｇｉｏｎｇｒａｙｍｅｄｉａｎ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓａｎｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕ

6、ａｔｉｏｎｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｐｅｒｆｏｒｍｓｗｅｌｌｉｎｉｎｆｒａｒｅｄｔａｒｇｅｔｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｎｄｈａｓａｇｏｏｄｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｗａｔｅｒｓｈｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｗａｖｅｌｅｔｔｈｒｅｓｈｏｌｄｆｉｌｔｅｒ；ｉｎｆｒａｒｅｄｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｉｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ收稿日期：２００６０８０４；修订日期：２００６０９１８．基金项目：总装预研项目（Ｎｏ．６１４０４０３）第１期同武勤，等：数学形态学和小波变换的红外图像处理方法１３９域的

7、最大值和最小值来定义的。使用结构元素犫１引言对犳的灰度膨胀记为犳犫，定义为：（犳犫）（狓，狔）＝ｍａｘ｛犳（狓－狓′，狔－狔′）＋近年来，红外热成像技术被广泛地应用于军犫（狓′，狔′）｜（狓′，狔′）∈犇犫｝，（１）事领域，现代防御武器系统越来越重视通过目标腐蚀是膨胀的逆运算，记为犳犫，定义为：所产生的红外辐射来探测、识别和攻击目标。为（犳犫）（狓，狔）＝ｍａｘ｛犳（狓＋狓′，狔＋狔′）－了尽可能早地发现目标，使防御武器有足够的反犫（狓′，狔′）｜（狓′，狔′）∈犇犫｝，（２）应时间，要求目标必须在很远处就被检测到。由腐蚀运算可以消

8、除小于结构元素的明亮区于成像距离远，背景及噪声干扰等因素使系统获域，从而有效地去除孤立噪声点和边界上不平滑取的图像信噪比较低，在各种背景杂波和噪声中，的凸出部分，膨胀是将与目标物