红外图像直方图:
直方图中的灰度数很少,于是成模糊态,对比度低;
直方图体现了大部分像素灰度局限在很小的范围,为此细节信息少;
直方图中有一个或多个峰值;
图a 红外图像 图b直方图
红外图像与其直方图
2.2 红外图像的增强
红外图像成模糊状态,对比度较低,细节少。人眼不能清晰的识别出目标和背景之间的边界,为此在彩色化红外图像之前,要对红外图像进行增强处理。红外图像的增强不仅可以对各个像素单独处理,而且可以从图像全部像素的变化情况方面进行处理,它们分别称为空间域和频率域增强。这里,我们只介绍一下空间域增强方法,由于红外直方图中灰度范围较小,导致其对比度不高,人眼很难从场景中观察出目标,为此要调整其灰度的动态范围,通过线性变换扩展图像的灰度,一般使用分段函数变换,调整到比较适合观察的状态。除此之外,我们也可以先对图像进行分块处理,然后对每个区域进行灰度变换,对不同的区域可以选择不同的灰度变换函数,或者可以对红外图像中不同的事物选择比较适合灰度分布进行调整,这种分块处理的结果有利于人眼探测目标。直方图均衡化就是对图像的灰度进行调整,一般红外图像的大部分像素占据了很小一部分的灰度级,为此这一小部分几乎涵盖了图像的全部信息,均衡化处理就是扩展这一小部分灰度级,合并像素数很小的灰度级,使其灰度级成均匀分布,达到了增强红外图像灰度动态范围的效果。如图2.2所示,均衡化增强后,对比度明显增大,提高了人眼识别目标的视觉能力。
图a 红外图像 图b 直方图
均衡化处理后的红外图像与其直方图
2.3 颜色空间
颜色空间是一个线性空间,包括三个变量,三个变量的线性组合就能表示某种色彩。不同的情况要用到不同的颜色空间,因此出现了几种不同的颜色空间,它们之间各有联系,可以互相转换,下面介绍四种常用的颜色空间。
1.RGB颜色空间
RGB颜色空间是由红、绿、蓝三原色组成,不妨看做是三个垂直轴组成的三文空间。人眼所能观察到的各种颜色是可以由R、G、B三种基色混合匹配而成:
(2.1)
其中F代指某种颜色, 、 、 是三原色的单位值,r、g、b代表在三原色下的比例系数,称为三刺激值。
为此,可以用三系数的组合(r,g,b)来表示像素的颜色。例如(0,0,0)表示黑色,(255,255,255)表示白色,当三个系数相同时表示这个像素颜色成灰度。如果值为(0,0,255)说明只含有蓝色分量,且达到饱和。
虽然RGB色彩空间几乎包括了自然界所有的颜色,而且也是应用极为广泛的颜色空间,但是它没有和颜色的亮度和色彩直接联系起来,因此在有些处理颜色处理颜色属性的过程中不是最合适的选择。
2.YUV颜色空间
YUV颜色空间也是三个变量组成,其中Y表示的是亮度信息,也就是灰度级,U和V表示了颜色的色彩信息,U表示颜色中蓝色成分与亮度值的差异,V表示颜色中红色成分与亮度值得差异。和RGB空间相比,它将亮度和色彩彼此分离,色彩信息主要通过U、V来描述,如果要显示灰度图像,可以取消U、V信息,为此这种彩色空间在电视系统中应用广泛。
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