一种毫米波图像处理方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种毫米波图像处理方法及系统，尤其涉及一种毫米波图像增强的处 理方法及系统。
【背景技术】
[0002] 影响毫米波图像分辨率和清晰度的原因有很多，其中之一就是由于激光器功率 抖动造成毫米波辐射强度发生变化，从而导致毫米波图像灰度分布的抖动，即存在明显亮 斑。并且同时可能会伴随着图像背景较暗，对比度不强的问题。本专利采用非局域滤波和 Butterworth频域滤波来实现毫米波图像的去噪与增强。毫米波成像的降噪和增强有许多 方法。常用的有基于小波变换的降噪、边缘检测和增强等。但是，这些方法通常涉及较复杂 的数学运算，缺乏通用性和直观性。
【发明内容】
[0003] 本发明解决的技术问题是：构建一种毫米波图像处理方法及系统，克服现有技术 毫米波图像处理通常涉及较复杂的数学运算，缺乏通用性和直观性。
[0004] 本发明的技术方案是：提供一种毫米波图像处理方法，包括如下步骤：
[0005] 中值滤波降噪：先对毫米波原图像进行中值滤波，再对图像在0-255的灰度范围 内做线性灰度拉伸；
[0006] 非局部滤波：由全空间域像素点的加权平均值求得像素点的估计值，获取两个像 素点之间的相似性，然后对其进行加权平均；
[0007] 频域高通滤波：对非局域滤波处理后的图像通过Butterworth滤波器进行二阶高 通滤波处理；
[0008] 边缘处理：采用水平和垂直算子对非局域滤波处理后的图像进行边缘处理；
[0009]叠加处理：将边缘处理后的图像与二阶高通滤波处理的图像进行叠加，将叠加后 的毫米波图像进行图像锐化，得到最终处理图像。
[0010] 本发明的进一步技术方案是：在非局部滤波步骤中，包括确定搜索窗口、相似性窗 口以及滤波深度参数。
[0011] 本发明的进一步技术方案是：在非局部滤波步骤中，两个像素点之间的相似性根 据灰度向量之间的相似性获取。
[0012] 本发明的进一步技术方案是：灰度向量之间的相似性由加权欧氏距离的降函数表 /_J、1 〇
[0013] 本发明的进一步技术方案是：所述相似性窗口为以带噪声像素为中心，固定大小 的方形领域。
[0014] 本发明的技术方案是：构建一种毫米波图像处理系统，包括中值滤波降噪模块、非 局部滤波模块、频域高通滤波模块、图像边缘处理模块、图像叠加模块，所述中值滤波降噪 模块对毫米波原图像进行中值滤波，再对图像在0-255的灰度范围内做线性灰度拉伸，所 述非局部滤波模块由全空间域像素点的加权平均值求得像素点的估计值，获取两个像素点 之间的相似性，然后对其进行加权平均，所述频域高通滤波模块对非局域滤波处理后的图 像通过Butterworth滤波器进行二阶高通滤波处理，所述图像边缘处理模块采用水平和垂 直算子对非局域滤波处理后的图像进行边缘处理，所述图像叠加模块将边缘处理后的图像 与二阶高通滤波处理的图像进行叠加，将叠加后的毫米波图像进行图像锐化，得到最终处 理图像。
[0015] 本发明的进一步技术方案是：包括权重因子确定模块，所述权重因子确定模块通 过灰度向量相似的灰度领域内的像素确定权重。
[0016] 本发明的进一步技术方案是：包括获取图像的噪声像素点间的欧氏距离期望值的 欧氏距离期望模块。
[0017] 本发明的进一步技术方案是：所述水平和垂直算子包括Roberts、Prewitt或是 Sobel算子中的一种或多种。
[0018] 本发明的进一步技术方案是：所述进行图像锐化的算子包括Roberts、Prewitt或 是Sobel算子中的一种或多种。
[0019] 本发明的技术效果是：构建一种毫米波图像处理方法及系统，包括中值滤波降 噪：先对毫米波原图像进行中值滤波，再对图像在0-255的灰度范围内做线性灰度拉伸； 非局部滤波：由全空间域像素点的加权平均值求得像素点的估计值，获取两个像素点之 间的相似性，然后对其进行加权平均；频域高通滤波：对非局域滤波处理后的图像通过 Buttenrorth滤波器进行二阶高通滤波处理；边缘处理：采用水平和垂直算子对非局域滤 波处理后的图像进行边缘处理；叠加处理：将边缘处理后的图像与二阶高通滤波处理的图 像进行叠加，将叠加后的毫米波图像进行图像锐化，得到最终处理图像。本发明的毫米波图 像处理方法及系统，采用的非局域滤波不同于有些方法中采用的领域滤波，领域滤波虽能 在一定程度上滤除散斑噪声，但边缘信息更加模糊，而非局部滤波对噪声更具有抵抗性，滤 除部分中含有的几何结构信息较少。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明的流程图。
[0021] 图2为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合具体实施例，对本发明技术方案进一步说明。
[0023] 如图1所示，本发明的【具体实施方式】是：提供一种毫米波图像处理方法，包括如下 步骤：
[0024] 中值滤波降噪：先对毫米波原图像进行中值滤波，再对图像在0-255的灰度范围 内做线性灰度拉伸。
[0025] 具体实施过程如下：中值滤波是一种常用的非线性平滑滤波，其基本原理是把数 字图像中一点的值用该点的一个领域中各点值的中值代替。设f(x，y)为图像像素点的灰 度值，滤波窗口为A的中值滤波定义为：
[0026] f~ (x,y) =MED{f(x,y)} (x,y)GA(1)
[0027] 之后再在0-255的灰度范围内做线性灰度拉伸，获得对比度增强的图像。
[0028] 非局部滤波：由全空间域像素点的加权平均值求得像素点的估计值，获取两个像 素点之间的相似性，然后对其进行加权平均。
[0029] 具体实施过程如下：是指当前像素点的灰度值是由全空间域与其结构相似的像素 点的灰度值加权平均获得，权重取决于结构相似性程度。假设给定离散的被噪声污染的数 字图像v={v(i) |iEl}，对像素点i的估计值NL[v](i)可以由全空间域像素点的加权 平均求得：
[0030]NL[v] (i)=Ew(i,j)v(j) (2)
[0031] 权重{w(i，j)}」依赖于像素点i和j的相似性，并满足：
[0032] 0w(i,j) ^ 1；
[0033] Ej-w(i,j) =1. (3)
[0034] 两个像素点i和j之间的相似性依赖于灰度向量以队）和v(Np之间的相似性。Nk 表示中心位于k的固定大小的方块领域。这种相似性由加权欧氏距离||v(Ni)-v(Np||\a 的降函数表示。其中a是高斯核的标准差。图像的噪声像素点间的欧氏距离期望值可由下 式求得：
[0035]
【主权项】
1. 一种毫米波图像处理方法，包括如下步骤： 中值滤波降噪：先对毫米波原图像进行中值滤波，再对图像在0-255的灰度范围内做 线性灰度拉伸； 非局部滤波；由全空间域像素点的加权平均值求得像素点的估计值，获取两个像素点 之间的相似性，然后对其进行加权平均； 频域高通滤波：对非局域滤波处理后的图像通过Butterworth滤波器进行二阶高通 滤波处理； 边缘处理：采用水平和垂直算子对非局域滤波处理后的图像进行边缘处理； 叠加处理；将边缘处理后的图像与二阶高通滤波处理的图像进行叠加，将叠加后的毫 米波图像进行图像锐化，得到最终处理图像。
2. 根据权利要求1所述的毫米波图像处理方法，其特征在于，在非局部滤波步骤中，包 括确定搜索窗口、相似性窗口 W及滤波深度参数。
3. 根据权利要求1所述的毫米波图像处理方法，其特征在于，在非局部滤波步骤中，两 个像素点之间的相似性根据灰度向量之间的相似性获取。
4. 根据权利要求3述的毫米波图像处理方法，其特征在于，所述灰度向量之间的相似 性由加权欧氏距离的降函数表示。
5. 根据权利要求2所述的毫米波图像处理方法，其特征在于，所述相似性窗口为W带 噪声像素为中也，固定大小的方形领域。
6. -种毫米波图像处理系统，其特征在于，包括中值滤波降噪模块、非局部滤波模块、 频域高通滤波模块、图像边缘处理模块、图像叠加模块，所述中值滤波降噪模块对毫米波 原图像进行中值滤波，再对图像在0-255的灰度范围内做线性灰度拉伸，所述非局部滤 波模块由全空间域像素点的加权平均值求得像素点的估计值，获取两个像素点之间的相 似性，然后对其进行加权平均，所述频域高通滤波模块对非局域滤波处理后的图像通过 Butterworth滤波器进行二阶高通滤波处理，所述图像边缘处理模块采用水平和垂直算子 对非局域滤波处理后的图像进行边缘处理，所述图像叠加模块将边缘处理后的图像与二阶 高通滤波处理的图像进行叠加，将叠加后的毫米波图像进行图像锐化，得到最终处理图像。
7. 根据权利要求6所述毫米波图像处理系统，其特征在于，包括权重因子确定模块，所 述权重因子确定模块通过灰度向量相似的灰度领域内的像素确定权重。
8. 根据权利要求6所述毫米波图像处理系统，其特征在于，包括获取图像的噪声像素 点间的欧氏距离期望值的欧氏距离期望模块。
9. 根据权利要求6所述毫米波图像处理系统，其特征在于，所述水平和垂直算子包括 Robe;rts、Prewitt或是Sobel算子中的一种或多种。
10. 根据权利要求6所述毫米波图像处理系统，其特征在于，所述进行图像锐化的算子 包括Robeds、Prewitt或是Sobel算子中的一种或多种。
【专利摘要】本发明涉及一种毫米波图像处理方法及系统，包括：对毫米波图像进行中值滤波降噪，非局部滤波、频域高通滤波、边缘处理、叠加处理，本发明的毫米波图像处理方法及系统，采用的非局域滤波不同于有些方法中采用的领域滤波，领域滤波虽能在一定程度上滤除散斑噪声，但边缘信息更加模糊，而非局部滤波对噪声更具有抵抗性，滤除部分中含有的几何结构信息较少。
【IPC分类】G06T5-00, G06T5-50
【公开号】CN104574305
【申请号】CN201410834067
【发明人】刘艺青
【申请人】深圳市一体太赫兹科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月25日