способ обработки инфракрасного изображения, система захвата инфракрасного изображения и машиночитаемый носитель

Формула изобретения

1. Способ обработки инфракрасного изображения, отличающийся тем, что содержит этапы, на которых:

- обрабатывают инфракрасное изображение, чтобы предоставлять фоновую часть инфракрасного изображения и детальную часть инфракрасного изображения;

- масштабируют фоновую часть и/или детальную часть, чтобы обеспечивать уровень детальной части относительно уровня фоновой части;

объединяют фоновую часть и детальную часть после масштабирования, чтобы предоставлять обработанное инфракрасное изображение; и

- сохраняют обработанное инфракрасное изображение.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы, на которых

выполняют выравнивание гистограммы фоновой части перед этапом, на котором объединяют фоновую часть и детальную часть.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что обработка инфракрасного изображения содержит этапы, на которых:

- фильтруют инфракрасное изображение, чтобы предоставлять фоновую часть; и

- вычитают фоновую часть из инфракрасного изображения, чтобы предоставлять детальную часть.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что фильтрация применяет двунаправленный фильтр к инфракрасному изображению, и тем, что двунаправленный фильтр использует параметр фильтра, соответствующий пользовательскому введенному значению.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором сохраняют таблицу значений радиометрических весовых коэффициентов в качестве функции радиометрического расстояния для параметра фильтра для использования посредством фильтрации.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что масштабирование применяется только к детальной части, чтобы обеспечивать уровень детальной части относительно уровня фоновой части.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что масштабирование, чтобы обеспечивать уровень детальной части относительно уровня фоновой части, основано на коэффициенте усиления, соответствующем пользовательскому введенному значению.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы, на которых:

- захватывают инфракрасное изображение и

- отображают обработанное инфракрасное изображение.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором принимают значение сигнала управления от пользователя, при этом обработка и масштабирование используют значения фильтрации и усиления соответственно, соответствующие значению сигнала управления.

10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что этап, на котором объединяют фоновую и детальную часть, управляется двумя переменными.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что одна переменная представляет стандартное отклонение радиометрической гауссовой плотности вероятности.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что одна переменная представляет соотношение между динамическим диапазоном детальной части и динамическим диапазоном фоновой части.

13. Система захвата инфракрасного изображения, отличающаяся тем, что содержит:

- компонент захвата изображения, выполненный с возможностью захватывать инфракрасное изображение;

- компонент обработки;

- запоминающий компонент, выполненный с возможностью хранить информацию, чтобы управлять компонентом обработки, чтобы выполнять обработку инфракрасного изображения, содержащую:

- фильтрацию инфракрасного изображения, чтобы предоставлять фоновую часть инфракрасного изображения и детальную часть инфракрасного изображения;

- масштабирование фоновой части и/или детальной части, чтобы обеспечивать уровень детальной части относительно уровня фоновой части;

- объединение фоновой части и детальной части после масштабирования, чтобы предоставлять обработанное инфракрасное изображение; и

- сохранение обработанного инфракрасного изображения.

14. Система захвата инфракрасного изображения по п.13, отличающаяся тем, что дополнительно содержит компонент отображения, выполненный с возможностью отображать обработанное инфракрасное изображение.

15. Система захвата инфракрасного изображения по п.13, отличающаяся тем, что дополнительно содержит компонент обнаружения, выполненный с возможностью предоставлять информацию об окружающей среде компоненту обработки.

16. Система захвата инфракрасного изображения по п.13, отличающаяся тем, что дополнительно содержит компонент пользовательского управления, выполненный с возможностью позволять пользователю выбирать значение управления обработкой, чтобы управлять фильтрацией и масштабированием.

17. Система захвата инфракрасного изображения по п.16, отличающаяся тем, что обработка инфракрасного изображения, выполняемая компонентом обработки, дополнительно содержит выполнение выравнивания гистограммы фоновой части перед объединением фоновой части и детальной части.

18. Система захвата инфракрасного изображения по п.17, отличающаяся тем, что фильтрация инфракрасного изображения содержит:

- применение двунаправленного фильтра к инфракрасному изображению, при этом двунаправленный фильтр использует параметр фильтра, соответствующий значению управления обработкой; и

- вычитание фоновой части из инфракрасного изображения, чтобы предоставлять детальную часть.

19. Система захвата инфракрасного изображения по п.18, отличающаяся тем, что масштабирование применяется только к детальной части, чтобы обеспечивать уровень детальной части относительно уровня фоновой части, и в котором масштабирование основано на коэффициенте усиления, соответствующем значению управления обработкой.

20. Машиночитаемый носитель, отличающийся тем, что на носителе сохранена информация для выполнения способа, причем способ содержит этапы, на которых:

- фильтруют инфракрасное изображение, чтобы предоставлять фоновую часть инфракрасного изображения и детальную часть инфракрасного изображения;

- масштабируют фоновую часть и/или детальную часть, чтобы обеспечивать уровень детальной части относительно уровня фоновой части;

- выполняют выравнивание гистограммы фоновой части;

- объединяют фоновую часть и детальную часть после масштабирования, чтобы предоставлять обработанное инфракрасное изображение; и

- сохраняют обработанное инфракрасное изображение.

21. Машиночитаемый носитель по п.20, отличающийся тем, что информация содержит алгоритм фильтрации адаптивной контрастности (АС), и что способ дополнительно содержит этап, на котором принимают АС-значение, которое соответствует значению фильтра и значению усиления, для использования при фильтрации и масштабировании соответственно.

22. Машиночитаемый носитель по п.21, отличающийся тем, что фильтрация инфракрасного изображения содержит:

- применение двунаправленного фильтра к инфракрасному изображению, при этом двунаправленный фильтр использует значение фильтра;

- вычитание фоновой части из инфракрасного изображения, чтобы предоставлять детальную часть; и

при этом масштабирование применяется только к детальной части, чтобы обеспечивать уровень детальной части относительно уровня фоновой части, и при этом масштабирование использует значение усиления.

23. Машиночитаемый носитель по п.22, дополнительно содержащий:

- захват инфракрасного изображения и

- отображение обработанного инфракрасного изображения.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в общем, к системам получения инфракрасного изображения, а более конкретно, к способам обработки изображения для систем получения инфракрасного изображения и способам управления отображением инфракрасного изображения.

Уровень техники

Инфракрасные камеры используются во множестве приложений получения изображений, чтобы захватывать инфракрасные изображения. Эти захваченные инфракрасные изображения могут быть зернистыми (например, зашумленными) или не иметь достаточной детальности, и, следовательно, до некоторой степени, способы обработки могут применяться, чтобы пресекать нежелательные признаки, такие как шум, и/или улучшать захваченные инфракрасные изображения.

В целом, инфракрасные камеры могут иметь дело с двумя зачастую противоречащими характеристиками сигнала. С одной стороны, оцифрованное инфракрасное изображение может иметь большой динамический диапазон, который может измеряться в цифровых единицах (например, порядка десятков тысяч цифровых единиц). В этом динамическом диапазоне некоторая неотчетливая деталь может иметь большую важность для пользователя, и для того, чтобы быть видимой пользователю на дисплее, может требовать, например, применения фильтра улучшения контрастности. С другой стороны, инфракрасное изображение может также страдать от плохого соотношения сигнал/шум (SNR), и, следовательно, улучшение контрастности может сделать изображение менее полезным, так как улучшение контрастности может приводить в результате также к усилению шума. Типично, некоторый вид шумового фильтра может применяться к инфракрасному сигналу, но поиск правильных настроек для шумового фильтра для конкретного формирователя изображения, для конкретной сцены и для конкретного приложения может быть длительным. Следовательно, минимизация времени пользователя на поиск оптимальной настройки, при которой некоторая деталь или цель выбора может быть лучше видна, может быть очень полезной для ряда различных типов приложений.

Недостатком традиционной инфракрасной камеры является то, что пользователю не разрешается управлять этими способами обработки во время захвата изображения, или оптимальные настройки трудно определять пользователю. Следовательно, с точки зрения пользователя, результатом является менее оптимальное захватываемое и отображаемое изображение. Кроме того, автоматическая настройка различных параметров может быть трудной. Например, для двух изображений с похожими свойствами сигнала (например, SNR, динамический диапазон и т.д.) неотчетливые детали могут быть существенны для классификации цели или могут быть просто шумом, который пользователь скорее подавит, чем улучшит.

Как результат, существует необходимость в усовершенствованных способах предоставления способов обработки изображения и/или управляемых пользователем настроек для инфракрасных камер.

Сущность изобретения

Системы и способы, раскрытые в данном документе в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения, предоставляют способы обработки изображения для изображений, захваченных инфракрасными датчиками (например, инфракрасными камерами), которые могут улучшать качество изображения. Например, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изображения раскрываются алгоритмы обработки изображения, чтобы разделять сигнал изображения, по меньшей мере, на две части, которые могут раздельно масштабироваться перед объединением двух частей, чтобы создавать выходное изображение. Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изображения, две согласованные таблицы значений могут быть сформированы для алгоритмов обработки изображения для непрерывного перехода от изображения с низким уровнем детальности к изображению с высоким уровнем детальности и наоборот. Следовательно, например, пользователь может манипулировать признаком управления (например, устройством управления), чтобы регулировать алгоритмы обработки изображения, чтобы управлять и задавать детали изображения на требуемом уровне.

Более конкретно, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения способ обработки инфракрасного изображения включает в себя обработку инфракрасного изображения, чтобы предоставлять фоновую часть инфракрасного изображения и детальную часть инфракрасного изображения; масштабирование фоновой части и/или детальной части, чтобы обеспечивать уровень детальной части относительно уровня фоновой части; объединение фоновой части и детальной части после масштабирования, чтобы предоставлять обработанное инфракрасное изображение; и сохранение обработанного инфракрасного изображения.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения система захвата инфракрасного изображения включает в себя компонент захвата изображения, выполненный с возможностью захватывать инфракрасное изображение; компонент обработки; и запоминающий компонент, выполненный с возможностью хранить информацию, чтобы управлять компонентом обработки, чтобы выполнять обработку инфракрасного изображения. Обработка инфракрасного изображения включает в себя фильтрацию инфракрасного изображения, чтобы предоставлять фоновую часть инфракрасного изображения и детальную часть инфракрасного изображения; масштабирование фоновой части и/или детальной части, чтобы обеспечивать уровень детальной части относительно уровня фоновой части; объединение фоновой части и детальной части после масштабирования, чтобы предоставлять обработанное инфракрасное изображение; и сохранение обработанного инфракрасного изображения.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения машиночитаемый носитель, на котором сохранена информация для выполнения способа, способ включает в себя фильтрацию инфракрасного изображения, чтобы предоставлять фоновую часть инфракрасного изображения и детальную часть инфракрасного изображения; масштабирование фоновой части и/или детальной части, чтобы предоставлять уровень детальной части относительно уровня фоновой части; выполнение выравнивания гистограммы фоновой части; объединение фоновой части и детальной части после масштабирования, чтобы предоставлять обработанное инфракрасное изображение; и сохранение обработанного инфракрасного изображения.

Рамки изобретения определены формулой изобретения, которая включена в эту часть по ссылке. Более полное понимание вариантов осуществления настоящего изобретения будет предоставлено специалистам в области техники, а также реализация его дополнительных преимуществ, при рассмотрении последующего подробного описания одного или более вариантов осуществления. Будет сделана ссылка на прилагаемые листы чертежей, которые сначала будут описаны кратко.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 показывает блок-схему системы захвата изображения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 показывает способ улучшения качества изображения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 показывает блок-схему способа обработки изображения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4a и 4b показывают графические представления настроек параметров в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 показывает вид спереди блока ручного управления в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 6 показывает блок-схему способа обработки изображения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 7 показывает графическое представление переменной для обработки изображения, например, с помощью способа на фиг. 6, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Варианты осуществления настоящего изобретения и их преимущества будут лучше поняты за счет ссылки на последующее подробное описание. Следует понимать, что используются одинаковые ссылочные номера, чтобы идентифицировать одинаковые элементы, иллюстрированные на одном или более чертежах.

Подробное описание

Системы и способы раскрываются в данном документе в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения, чтобы предоставлять алгоритмы обработки изображения для изображений, захваченных системами получения инфракрасного изображения, которые могут улучшать детальность и качество изображения, позволяя пользователю выборочно масштабировать (например, улучшать и/или уменьшать) одну или более частей захваченного инфракрасного изображения до требуемого уровня. Например, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, сигнал изображения, предоставленный инфракрасной камерой, может быть разделен на фоновое изображение (например, низкая пространственная частота, высокоамплитудная часть сигнала изображения) и детальное изображение (например, высокая пространственная частота, низкоамплитудная часть сигнала изображения). Фоновое изображение и/или детальное изображение, например, могут затем быть масштабированы раздельно прежде, чем они объединяются, чтобы создавать выходное изображение, или сохраняются для более позднего отображения. Как раскрыто дополнительно в данном документе, один или более вариантов осуществления настоящего изобретения может предоставлять определенные преимущества над традиционными системами получения инфракрасного изображения (например, инфракрасные камеры), например, посредством предоставления одного или более пользовательских элементов управления, которые могут уменьшать сложность выбора настроек инфракрасной камеры для алгоритмов обработки изображения (например, оптимальный набор параметров для конкретного типа сцены, например сцены со слабым освещением, имеющей высокочастотный шум, который снижает общее качество изображения).

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения фиг. 1 показывает блок-схему, иллюстрирующую систему 100 захвата изображения для захвата и обработки инфракрасных изображений. Система 100 захвата изображения содержит, в одном варианте осуществления, компонент 110 обработки, запоминающий компонент 120, компонент 130 захвата изображения, компонент 140 управления, компонент 150 отображения и, необязательно, компонент 160 обнаружения.

Система 100 обработки изображения может представлять устройство получения инфракрасного изображения, такое как инфракрасная камера, чтобы захватывать изображения, такие как изображение 170. Система 100 захвата изображения может представлять любой тип инфракрасной камеры, которая, например, обнаруживает инфракрасное излучение и предоставляет характерные данные (например, один или более снимков или инфракрасные видеоизображения). Например, система 100 захвата изображения может представлять инфракрасную камеру, которая направлена на ближний, средний и/или дальний инфракрасные спектры. Система 100 захвата изображения может содержать портативное устройство и может быть внедрена, например, в транспортное средство (например, автомобиль или другой тип наземного транспортного средства, летательный аппарат или космический корабль), или немобильную установку, требующую, чтобы инфракрасные изображения сохранялись и/или отображались.

Компонент 110 обработки содержит, в одном варианте осуществления, микропроцессор, одноядерный процессор, многоядерный процессор, микроконтроллер, логическое устройство (например, программируемое логическое устройство, сконфигурированное так, чтобы выполнять функции обработки), устройство обработки цифрового сигнала (DSP) и т.д. Компонент 110 обработки выполнен с возможностью взаимодействовать и связываться с компонентами 120, 130, 140 и 150, чтобы, таким образом, выполнять способ и этапы обработки образом, который описан в данном документе. Компонент 110 обработки может дополнительно содержать модуль 112 фильтрации с адаптивной контрастностью (AC), который выполнен с возможностью осуществлять AC-алгоритм (например, алгоритм AC-фильтрации), который будет описан более подробно в данном документе. Компонент 110 обработки может также быть выполнен с возможностью выполнять различные другие типы алгоритмов обработки изображения, включающие в себя масштабирование сигнала одной или более частей изображения, либо как часть, либо отдельно от AC-алгоритма, образом, который будет описан в данном документе.

Следует понимать, что модуль 112 AC-фильтрации может быть объединен в программном обеспечении и/или аппаратных средствах как часть компонента 110 обработки или код (например, программное обеспечение или конфигурационные данные) для модуля 112 AC-фильтрации может быть сохранен в запоминающем компоненте 120. Более того, например, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения варианты осуществления AC-алгоритма, раскрытого в данном документе, могут быть сохранены посредством отдельного машиночитаемого носителя (например, запоминающего устройства, такого как накопитель на жестком диске, компакт-диск, цифровой видеодиск или флэш-память), чтобы исполняться компьютером (например, логической или процессорной системой), чтобы выполнять различные способы, раскрытые в данном документе. В качестве примера, машиночитаемый носитель может быть портативным и/или расположен отдельно от системы 100 захвата изображения с сохраненным AC-алгоритмом, предоставленным системе 100 захвата изображения посредством соединения машиночитаемого носителя с системой 100 захвата изображения и/или системой 100 захвата изображения, загружающей (например, через проводную или беспроводную линию связи) AC-алгоритм с машиночитаемого носителя.

Запоминающий компонент 120 содержит, в одном варианте осуществления, одно или более запоминающих устройств, чтобы хранить данные и информацию. Запоминающее устройство может содержать один или более различных типов запоминающих устройств, включающих в себя энергозависимые и энергонезависимые запоминающие устройства, такие как RAM (оперативное запоминающее устройство), ROM (постоянное запоминающее устройство), EEPROM (электрически стираемое постоянное запоминающее устройство), флэш-память и т.д. Компонент 110 обработки выполнен с возможностью выполнять программное обеспечение, сохраненное в запоминающем компоненте 120, с тем, чтобы выполнять способ и операции процесса, описанные в данном документе.

Компонент 130 захвата изображения содержит, в одном варианте осуществления, один или более инфракрасных датчиков (например, любой тип инфракрасного датчика, такой как матрица видеопреобразователя) для захвата сигналов инфракрасного изображения, представляющих изображение, такое как изображение 170. В одном варианте осуществления инфракрасные датчики компонента 130 захвата изображения предоставляют для представления (например, преобразования) захваченный сигнал изображения как цифровые данные (например, через аналого-цифровой преобразователь, включенный в состав как часть инфракрасного датчика или отдельно от инфракрасного датчика как часть системы 100 захвата изображения). Компонент 110 обработки может быть выполнен с возможностью обрабатывать сигналы инфракрасного изображения (например, предоставлять обработанные данные изображения), сохранять сигналы инфракрасного изображения или данные изображения в запоминающем компоненте 120 и/или находить сохраненные сигналы инфракрасного изображения в запоминающем компоненте 120. Например, компонент 110 обработки может быть выполнен с возможностью обрабатывать сигналы инфракрасного изображения в запоминающем компоненте 120, чтобы предоставлять данные изображения (например, захваченные и/или обработанные данные инфракрасного изображения).

Блок 140 управления содержит, в одном варианте осуществления, устройство пользовательского ввода, такое как вращающуюся ручку (например, потенциометр), кнопки, ползунок, клавиатуру и т.д., которое приспособлено, чтобы формировать входной сигнал управления. Компонент 110 обработки может быть выполнен с возможностью обнаруживать входные сигналы управления от компонента 140 управления и реагировать на любые обнаруженные входные сигналы управления, принятые от него. Компонент 110 обработки может быть выполнен с возможностью интерпретировать входные сигналы управления как значение, которое будет обсуждаться более подробно в данном документе.

В одном варианте осуществления компонент 140 управления может содержать хорошо известный блок 500 управления (например, проводной или беспроводной карманный блок управления), имеющий кнопки, выполненный с возможностью взаимодействовать с пользователем и принимать пользовательские входные управляющие значения, как показано на фиг. 5. Например, кнопки блока 500 управления могут использоваться, чтобы управлять различными функциями системы 100 захвата изображения, такими как автофокусировка, вызов и выбор меню, область обзора, яркость, контрастность и/или различные другие признаки, как будет понятно специалисту в данной области техники. Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления, одна или более из этих кнопок могут использоваться, чтобы вводить значения (например, AC-значение) для AC-алгоритма. Например, кнопки 502(1) и 502(2), которые могут использоваться, чтобы регулировать контрастность в одном режиме системы 100 захвата изображения, могут также использоваться, чтобы регулировать AC-значение (например, увеличивать или уменьшать установку AC-значения) в другом режиме системы 100 захвата изображения, как обсуждается дополнительно в данном документе.

Компонент 150 отображения содержит, в одном варианте осуществления, устройство отображения изображения (например, жидкокристаллический дисплей (LCD)) или различные другие типы хорошо известных видеодисплеев или мониторов. Компонент 110 обработки может быть выполнен с возможностью отображать данные изображения и информацию в компоненте 150 отображения. Компонент 110 обработки может также быть выполнен с возможностью находить данные изображения и информацию в запоминающем компоненте 120 и отображать любые найденные данные изображения и информацию в компоненте 150 отображения. Компонент 150 отображения может содержать электронные устройства отображения, которые могут использоваться компонентом 110 обработки, чтобы отображать данные изображения и информацию (например, инфракрасные изображения). Компонент 150 отображения может принимать данные изображения и информацию непосредственно от компонента 130 захвата изображения через компонент 110 обработки, или данные изображения и информация могут быть переданы из запоминающего компонента 120 через компонент 110 обработки.

Необязательный компонент 160 обнаружения содержит, в одном варианте осуществления, в зависимости от требуемого применения или требований реализации один или более различных типов датчиков, которые предоставляют информацию компоненту 110 обработки. Компонент 110 обработки может быть выполнен с возможностью связываться с компонентом 160 обнаружения (например, посредством приема информации датчика от компонента 160 обнаружения) и с компонентом 130 захвата изображения (например, посредством приема данных от компонента 130 захвата изображения и предоставляя и/или принимая команду, управляющий сигнал или другую информацию в и/или от других компонентов системы 100 захвата изображения).

В различных вариантах осуществления компонент 160 обнаружения может предоставлять информацию, относящуюся к окружающим условиям, таким как наружная температура, условия освещения (например, день, ночь, сумерки или рассвет), уровень влажности, особенные погодные условия (например, солнце, дождь и/или снег), расстояние (например, лазерный дальномер) и/или то, входит/выходит система в/из туннеля, на крытую стоянку автомобилей или в огороженное место другого типа. Компонент 160 обнаружения может представлять традиционные датчики, которые будут известны специалисту в области техники, для наблюдения за различными условиями (например, условиями окружающей среды), которые могут иметь влияние (например, внешний вид изображения) на данные, предоставленные компонентом 130 захвата изображения.

В некоторых вариантах осуществления необязательный компонент 160 обнаружения может содержать устройства, которые пересылают информацию компоненту 110 обработки через беспроводную связь. Например, компонент 160 обнаружения может быть выполнен с возможностью принимать информацию от спутника, через локальную широковещательную (например, радиочастотную) передачу, через мобильную или сотовую сеть, и/или через информационные маяки в инфраструктуре (например, инфраструктура информационных маяков на транспорте или автомагистралях), или различные другие проводные или беспроводные технологии.

В различных вариантах осуществления компоненты системы 100 захвата изображения могут быть объединены и/или реализованы или нет, как требуется или зависит от применения или требований, с системой 100 захвата изображения, представляющей различные функциональные блоки системы. Например, компонент 110 обработки может быть объединен с запоминающим компонентом 120, компонентом 130 захвата изображения, компонентом 150 отображения и/или компонентом 160 обнаружения. В другом примере компонент 110 обработки может быть объединен с компонентом 130 захвата изображения только с определенными функциями компонента 110 обработки, выполняемыми схемой (например, процессором, микропроцессором, логическим устройством, микроконтроллером и т.д.) в компоненте 130 захвата изображения.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, фиг. 2 показывает способ 200, который может улучшать качество изображения и/или детализацию, позволяя пользователю выборочно обрабатывать (например, улучшать и/или подавлять) одну или более частей захваченного инфракрасного изображения до требуемого уровня. С целью упрощения последующего обсуждения фиг. 2 будет сделана ссылка на систему 100 захвата изображения на фиг. 1 в качестве примера системы, которая может выполнять способ 200.

Обращаясь к фиг. 2, изображение (например, сигнал инфракрасного изображения) захватывается (этап 210). В одном варианте осуществления по пользовательской входной команде компонент 110 обработки инструктирует (например, заставляет) компонент 130 захвата изображения захватывать изображение 170. Компонент 110 обработки принимает захваченное изображение от компонента 130 захвата изображения и необязательно сохраняет (этап 212) захваченное изображение в запоминающем компоненте 120 для обработки.

Изображение обрабатывается (этап 220), где обработка может содержать регулировку (например, улучшение) качества изображения и детализации. В одном варианте осуществления компонент 110 обработки либо непосредственно обрабатывает захваченное изображение (этап 210), либо необязательно находит захваченное изображение, сохраненное в запоминающем компоненте 120 (этап 212) и затем обрабатывает изображение для улучшенной детализации качества (например, на основе пользовательского ввода через компонент 140 управления) способом, который будет обсуждаться более подробно в данном документе.

Обработанное изображение сохраняется (этап 222) и может быть отображено (этап 230). В одном варианте осуществления компонент 110 обработки сохраняет обработанное изображение в запоминающем компоненте 120 для отображения, и/или компонент 110 обработки находит обработанное изображение, сохраненное в запоминающем компоненте 120, и отображает обработанное изображение в компоненте 150 отображения для просмотра пользователем.

Необязательно может быть выполнено (этап 240) определение относительно того, обнаружен ли управляющий ввод от пользователя. В одном варианте осуществления, если компонент 110 обработки обнаруживает управляющий ввод от пользователя через компонент 140 управления, тогда компонент 110 обработки получает обнаруженное входное значение от компонента 140 управления, и способ возвращается к этапу 220, так что компонент 110 обработки может обрабатывать (например, повторно обрабатывать) изображение со ссылкой на полученное обнаруженное входное управляющее значение (например, AC-значение). Иначе, если компонент 110 обработки не обнаруживает управляющий ввод от пользователя через компонент 140 управления, тогда способ возвращается к этапу 230, так что компонент 110 обработки может продолжать отображать ранее обработанное изображение. Эти признаки будут обсуждены более подробно в данном документе.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения алгоритм обработки изображения выполнен с возможностью разделять сигнал инфракрасного изображения (например, захваченное инфракрасное изображение), по меньшей мере, на две части. Этот алгоритм обработки изображения называется в данном документе алгоритмом адаптивной контрастности (AC) (или алгоритмом AC-фильтрации), который, например, может использоваться в качестве фильтра для фильтрации частей (например, детального изображения и/или фонового изображения) инфракрасного изображения, чтобы предоставлять, по меньшей мере, первую часть и вторую часть.

В одном варианте осуществления первая часть сигнала изображения включает в себя часть фонового изображения, содержащую высокоамплитудную часть изображения с низкой пространственной частотой. В одном упрощенном примере, низкочастотный фильтр (например, алгоритм низкочастотной фильтрации) может использоваться, чтобы отделять высокоамплитудную часть сигнала изображения с низкой пространственной частотой (например, сигнала инфракрасного изображения).

В одном варианте осуществления вторая часть сигнала изображения включает в себя часть детального изображения, содержащую низкоамплитудную часть изображения с высокой пространственной частотой. В одном упрощенном примере, высокочастотный фильтр (например, алгоритм высокочастотной фильтрации) может использоваться, чтобы изолировать низкоамплитудную часть сигнала изображения с высокой пространственной частотой (например, сигнала инфракрасного изображения). Альтернативно, вторая часть может быть получена из сигнала изображения и первой части сигнала изображения, как, например, посредством вычитания первой части из сигнала изображения.

В одном варианте осуществления две части (например, первая и вторая части) сигнала изображения могут отдельно масштабироваться, например, с помощью AC-алгоритма перед объединением, чтобы создавать выходное изображение. Например, первая часть может быть масштабирована или вторая часть может быть масштабирована, или и первая, и вторая части могут быть масштабированы. Это позволяет системе выводить изображение, где мелкие детали видимы и могут настраиваться даже в сцене с высоким динамическим диапазоном. Эффективность алгоритма AC-фильтрации может управляться пользователем через ряд параметров, которые будут обсуждены более подробно в данном документе, чтобы определять, например, оптимальный набор параметров. В некоторых случаях, как, например, если изображение кажется менее полезным или ухудшенным до некоторой степени из-за шума, тогда одна из частей изображения, такая как детальная часть, может скорее подавляться, чем усиливаться, чтобы подавлять шум в объединенном изображении, чтобы улучшать качество изображения.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения AC-алгоритм может управляться следующими пятью переменными.

Переменная 1 (N) представляет размер зерна нелинейного низкочастотного фильтра, выполненного с возможностью разделять детальную часть изображения и фоновую часть изображения. В случае неквадратных зерен взамен может использоваться M × N, где M и N являются разными величинами.

Переменная 2 ( _R) представляет стандартное отклонение радиометрической гауссовой плотности, которое задает амплитуду доли (или части) детального изображения.

Переменная 3 ( _s) представляет стандартное отклонение пространственной гауссовой плотности, которое определяет пространственный радиус действия нелинейного низкочастотного фильтра в размере N зерна (или M × N).

Переменная 4 (D_Range ) представляет динамический диапазон детальной части изображения из сигнала в выходном изображении (например, объединенном изображении).

Переменная 5 (B_Range) представляет динамический диапазон фоновой части изображения из сигнала в выходном изображении (например, объединенном изображении).

В некоторых системах в соответствии с вариантом осуществления переменные N и _R могут оставаться постоянными. Соответственно, в фиксированном доступном выходном диапазоне (например, 8-бит или 256 цветов по шкале серого) D_Range может содержать функцию B_Range, как изложено ниже в уравнении (1). Таким образом, в этом варианте осуществления два параметра могут управляться: _R и соотношение D_Range к B_Range , где соотношение может называться соотношением детальной части изображения к фоновой части изображения (например, соотношение детализации к фону или D2BR), как изложено ниже в уравнении (2).

D_Range=256-B_Range (1)

D2BR=D_Range/B_Range (2)

Следует понимать, что способ, которым эти параметры устанавливаются, как правило, будет изменять внешний вид изображения, и различные настройки этих параметров могут применяться для различных типов сцен.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения переменная _R содержит пороговое значение. Например, когда низкочастотный фильтр (LPF) применяется к пикселю изображения, отфильтрованное значение содержит взвешенное среднее его соседних пикселей в пространственном диапазоне (например, 9 на 9 пикселей). В одном примере, отдельный низкочастотный фильтр, который может использоваться, чтобы определять переменную _R как пороговое значение, содержит, как правило, известный двунаправленный фильтр. Соседние пиксели, имеющие значение, которое значительно отличается от фильтруемого пикселя на большее количество цифровых единиц, чем пороговое значение переменной _R, могут не использоваться в усреднении, например, получая нулевой вес или близкий к нулю вес для усреднения (например, результатом которого может быть запрет низкочастотному фильтру размытия по границам захваченного изображения).

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения D2BR (соотношение детализации к фону) содержит соотношение, которое изложено в данном документе в уравнении (2). В зависимости от типа используемого низкочастотного фильтра и его настроек, динамический диапазон детальной части изображения может быть измерен (например, определен). В одном примере фактический динамический диапазон может быть измерен, или при использовании двунаправленного фильтра максимальный диапазон может быть пропорционален переменной _R. Данный динамический диапазон детализации (например, вторая часть или детальная часть изображения) называется в данном документе динамическим диапазоном детализации (DDR), усиление, которое необходимо применить к фону, может быть вычислено из настройки D2BR.

Например, данный динамический диапазон фона (например, первая часть или фоновая часть) называется в данном документе динамическим диапазоном фона (BDR), фоновое усиление (BG) может быть установлено так, чтобы получать требуемое соотношение между деталями и фоном, как изложено ниже в уравнении (3). Альтернативно, инверсия BG, такая как 1/BG, может применяться похожим образом к деталям (например, второй части или детальной части изображения), чтобы получать схожий результат и обеспечивать требуемое соотношение между деталями и фоном. Следовательно, в одном варианте осуществления, переменная _R может быть приспособлена управлять структурой фонового изображения и структурой детального изображения, тогда как D2BR может использоваться, чтобы вычислять усиление, которое необходимо применять к фону (или детальной части), чтобы получать требуемое соотношение деталей и фона. Чтобы сохранять плавный переход от сглаживания изображения к улучшению деталей, таблицы создаются таким способом, что все меньше и меньше сглаживания применяется до тех пор, пока не будет достигнут набор параметров (позиция 20 на оси X на фиг. 4a), где фоновое изображение будет содержать первоначальное изображение (возможно с выровненной гистограммой, но не сглаженное). AC-фильтр спроектирован так, что для любого положительного значения D2BR коэффициент усиления деталей в конечном отфильтрованном изображении равен, по меньшей мере, единице (1X). Это сделано для того, чтобы не допустить сглаживания фильтром изображения в части улучшения деталей AC-диапазона (20-100% на фиг. 4a). Это требование удовлетворяется посредством инструктирования коэффициенту (622) масштабирования деталей быть больше коэффициента (618) масштабирования фона в (см. фиг. 6)

DDR/(BDR*BG)=D2BR, таким образом, BG=DDR/(BDR* D2BR) (3)

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, создавая две согласованные таблицы значений для переменной _R и D2BR, соответствующих AC-значению, пользователь может настраивать AC-фильтр (например, алгоритм AC-фильтрации) с помощью одного устройства управления, такого как ручка (потенциометр), или другого управляемого пользователем устройства управления выбором. В качестве примера, параметры могут выбираться особым образом так, чтобы позволять пользователю непрерывно переходить от изображения с меньшей степенью детализации (например, отфильтрованные детали) к изображению с высокой степенью детализации.

Конкретно, в одном варианте осуществления, AC-фильтр может быть виден как работающий в качестве мощного фильтра защиты от шума по краям на одном конце диапазона настройки и как сильный фильтр улучшения детальности на другом конце диапазона настройки. Переход между этими двумя конечными точками настройки может быть достигнут инкрементально (например, пошагово), и переход может восприниматься пользователем как непрерывный плавный переход от состояния с меньшей AC к состоянию с большей AC (например, постепенно усиливаются более точные детали в сцене изображения). Следовательно, способы, раскрытые в данном документе, могут предоставлять возможность простой работы системы получения инфракрасного изображения (например, инфракрасной камеры), например, с AC-фильтром, установленным способом, который оптимален для конкретного изображения во время захвата.

В одной реализации алгоритма AC-фильтрации стандартное устройство ручного управления (например, такое как показанное на фиг. 5) имеет признаки управления от пользовательского ввода, служащие в качестве устройства ручного управления для манипулирования (например, регулируемого управления) AC-фильтром. Величина AC-значения может управляться одним или более управляющими признаками, такими как вращаемая ручка, кнопки, ползунок и т.д. В одном варианте осуществления AC-управление изображением (например, инфракрасным изображением) может также предоставлять возможность до некоторой степени управлять контрастностью изображения. В целом, предпочтительно, чтобы не пользователю нужно было определять и устанавливать ряд сложных параметров, а AC-алгоритм мог позволять упрощенное пользовательское управление (например, интерфейс) этими различными параметрами, чтобы получать требуемое изображение.

Как обсуждалось в данном документе, алгоритм AC-фильтрации выполнен с возможностью разделять изображение (например, захваченный сигнал инфракрасного изображения), по меньшей мере, на две части: фоновую часть изображения и детальную часть изображения. Например, нелинейный низкочастотный фильтр (например, двунаправленный фильтр) с переменной _R может использоваться, чтобы разделять изображение на две части, но это не является ограничением. В качестве примера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, захваченное изображение может быть разделено на детальную и фоновую части (например, компоненты) с разложением частот, которое может выполняться с помощью, например, быстрого преобразования Фурье (FFT). В одном аспекте разложение частот содержит трансформацию изображения из пространственной области (например, временной области) в частотную область. Детали изображения (например, детальная часть изображения) могут быть определены как компоненты выше конкретного частотного компонента (например, соответствующего пороговому значению переменной _R и который может изменяться подобно радиометрическому коэффициенту). Детали изображения (например, детальная часть изображения) могут быть удалены (например, отделены) из первоначального преобразования, такого как FFT, которое оставляет компоненты для фоновой информации изображения. Фоновые и детальные компоненты могут масштабироваться (например, до или после того, как применяется инверсное преобразование). Инверсия частоты может выполняться, чтобы преобразовывать масштабированные фоновые и детальные компоненты из частотной области обратно в пространственную область (например, временную область) с помощью, например, обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT). Масштабированные фоновый и детальный компоненты могут затем быть объединены (например, сложены), чтобы формировать выходное изображение.

Кроме того, в качестве другого примера в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, изображение (например, захваченный сигнал инфракрасного изображения) может быть разделено на детальную и фоновую части изображения (например, компоненты) с помощью разложения методом волновой модуляции. Разложение методом волновой модуляции может выполняться тем же образом, который обсуждался выше для разложения частот, но с использованием преобразования методом волновой модуляции вместо частотных преобразований (например, предпочтительно область волновой модуляции вместо области частот).

Дополнительно, в качестве другого примера в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, могут использоваться пространственные низкочастотные фильтры, включающие в себя линейные или нелинейные низкочастотные фильтры. Также, нелинейные способы сохраняющего сглаживания краев могут быть включены (например, анизотропная диффузия или варианты медианных фильтров). Низкочастотный фильтр может применяться к сигналу изображения, например, чтобы отделять компонент с низкой пространственной частотой от сигнала изображения, в котором компонент с низкой пространственной частотой содержит фоновый компонент (например, фоновую часть изображения) изображения. Следует понимать, что параметр (например, стандартное отклонение для гауссова низкочастотного фильтра), который определяет величину сглаживания, может быть определен и изменен подобно радиометрическому коэффициенту (пороговое значение переменной _R). Детальный компонент (например, детальная часть изображения) изображения может быть получен вычитанием низкочастотного компонента изображения из первоначального сигнала изображения, чтобы получать детали изображения (детальный компонент). Детальный компонент и фоновый компонент могут затем быть масштабированы, как обсуждалось в данном документе, и объединены (например, сложены), чтобы формировать выходное изображение.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения фиг. 3 показывает способ 300 обработки изображения со ссылкой на блок 220 на фиг. 2. Предоставляется (этап 302) первая часть (например, фоновая часть изображения захваченного изображения. Как ранее обсуждалось, первая часть изображения (например, инфракрасного изображения) содержит фоновую часть изображения, которая может содержать высокоамплитудную часть изображения с низкой пространственной частотой, получающуюся в результате применения алгоритма AC-фильтрации. Предоставляется (этап 304) вторая часть (например, детальная часть изображения) захваченного изображения. Как ранее обсуждалось, вторая часть изображения (например, инфракрасного изображения) содержит детальную часть изображения, которая может содержать низкоамплитудную часть изображения с высокой пространственной частотой, получающуюся в результате применения алгоритма AC-фильтрации. Параметр D2BR (соотношение деталей к фону) определяет соотношение детальной части изображения к фоновой части изображения. Этот параметр может применяться, чтобы настраивать изображение способом для непрерывного перехода между изображением с низкой степенью детальности к изображению с высокой степенью детальности и/или наоборот.

Следовательно, может быть сделано (этап 306) определение относительно того, масштабировать ли (этап 308) первую часть (например, фоновую часть изображения) захваченного изображения, на основе значения D2BR (например, компонент 110 обработки определяет, масштабировать ли первую часть изображения, на основе соответствующего AC-значения, предоставленного пользовательским управляющим вводом из компонента 140 управления). Если пользовательский управляющий ввод не обнаружен (например, AC-значение не предоставлено), или первая часть не должна масштабироваться, тогда первая часть изображения не масштабируется, и способ 300 переходит к этапу 310.

Может быть выполнено (этап 310) определение относительно того, масштабировать ли (этап 312) вторую часть (например, детальную часть изображения) захваченного изображения, на основе значения D2BR (например, компонент 110 обработки определяет, масштабировать ли вторую часть изображения, на основе соответствующего AC-значения, предоставленного пользовательским управляющим вводом из компонента 140 управления). Если пользовательский управляющий ввод не обнаружен (например, AC-значение не предоставлено), или вторая часть не должна масштабироваться, тогда вторая часть изображения не масштабируется, и способ 300 переходит к этапу 314.

Первая и вторая части изображения могут объединяться (этап 314), чтобы создавать выходное изображение для отображения. Как обсуждалось ранее, первая и вторая части сигнала инфракрасного изображения могут быть раздельно масштабированы перед объединением, чтобы создавать выходное изображение для просмотра пользователем. Это позволяет системе получения изображений отображать инфракрасное изображение, где мелкие детали являются видимыми и могут настраиваться для улучшенного качества изображения.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения таблица AC-значений вместе с соответствующими значениями для переменной _R и параметра D2BR может быть сформирована для использования AC-алгоритмом. Например, пользователь может ввести требуемое AC-значение (например, увеличивая или уменьшая AC-значение через ручное устройство 500 управления, в то же время просматривая отображенное изображение) с помощью этого предоставленного AC-значения, используемого для того, чтобы выбирать соответствующие значения из таблицы для переменной _R и параметра D2BR.

В качестве конкретного примера, компонент 110 обработки может принимать AC-значение, выбранное пользователем, и отыскивать соответствующие значения для переменной _R и параметра D2BR (например, сохраненные в запоминающем компоненте 120), чтобы использовать в обработке данных изображения с помощью алгоритма AC-фильтрации, как обсуждается в данном документе. Таким образом, значения параметра для переменной _R и параметра D2BR могут быть сформированы и сохранены в таблице вместе с соответствующим диапазоном значений для AC-значения, чтобы настраивать изображение, и эти значения параметров могут быть выбраны, например, способом для непрерывного перехода между изображением с низкой степенью детализации к изображению с высокой степенью детализации и/или наоборот.

В целом, алгоритм AC-фильтрации может быть отключен пользователем (например, выключен или отменен выбор режима AC-фильтрации), или пользователь может выбирать требуемое AC-значение (например, во время просмотра отображенного изображения), чтобы обеспечивать требуемое качество изображения для конкретного изображения. Например, низкое AC-значение (например, AC-значение, равное 1, в масштабе 1 к 100) может давать в результате алгоритм AC-фильтрации, функционирующий как сохраняющий края пространственный шумовой фильтр, который создает гладкое изображение с шумом и мелкими деталями, удаленными или в значительной степени уменьшенными. В качестве другого примера, среднемасштабное AC-значение (например, AC-значение, равное 70, в масштабе 1 к 100) может представлять типичную настройку для многих сцен и может давать в результате алгоритм AC-фильтрации, предоставляющий существенную величину детализации изображения. В качестве другого примера, высокое AC-значение (например, AC-значение, равное 100, в масштабе 1 к 100) может давать в результате алгоритм AC-фильтрации, функционирующий как предельный усилитель деталей (например, усилитель детализации).

Сохраненные табличные AC-значения могут быть приспособлены к диапазону между двумя конечными значениями, такими как от 1 до 100, с соответствующими значениями переменной _R и D2BR (например, D_Range/B _Range). Например, фиг. 4a и 4b показывают варианты осуществления графического представления того, как примерные настройки для переменной _R и D2BR могут изменяться, когда задействуется устройство управления вводом AC (например, пользовательский ввод в компонент 140 управления на фиг. 1), чтобы переходить от одной конечной точки к другой, например, для значений масштаба от 1 до 100 (или от 0 до 100%) способом, который обсуждался ранее. Конкретно, фиг. 4a и 4b являются графиками двух примерных таблиц значений алгоритма AC-фильтрации с AC-значениями по оси x и соответствующими значениями переменной _R, начерченными по левой оси y (обозначенной "определение детальности" и со значениями в цифровых единицах), и соответствующими значениями D2BR, начерченными по правой оси y (обозначенной "соотношение деталей к фону").

Графики на фиг. 4a и 4b могут рассматриваться как предоставляющие показательные значения (переменной _R и D2BR, когда AC-значение изменяется) для двух различных инфракрасных датчиков соответственно. Например, график на фиг. 4b может представлять инфракрасный датчик, имеющий больший шум и более низкую чувствительность (например, дающую в результате более низкий динамический диапазон) относительно инфракрасного датчика, представленного графиком на фиг. 4a. Следовательно, значения переменной _R и D2BR различаются между фиг. 4a и 4b, так как они относятся к динамическому диапазону инфракрасного датчика, например, с ограничениями переменной _R на основе минимального уровня шума (например, в цифровых единицах) и динамического диапазона (например, десять процентов или менее динамического диапазона) конкретного инфракрасного датчика.

Как показано, например, на фиг. 4a, очень низкие AC-значения могут обеспечивать уменьшение шума, как, например, для изображений с низкой контрастностью и высоким шумом, в то время как очень высокие AC-значения могут обеспечивать предельную контрастность, как, например, для целей низкой контрастности в сцене с верхним динамическим диапазоном. В целом, для типичного изображения пользователь может находить среднемасштабные AC-значения, чтобы обеспечивать наиболее желательное качество изображения, и может типично точно настраивать AC-значение в этом диапазоне.

Фиг. 6 показывает блок-схему 600 для обработки изображения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Например, операции, иллюстрированные в схеме 600, могут представлять примерные операции для AC-алгоритма, который может выполняться системой 100 захвата изображения (фиг. 1). Оцифрованный сигнал 602 (например, входной кадр сигнала инфракрасного изображения от инфракрасного датчика) предоставляется, и операция 604 низкочастотной фильтрации (например, операция нелинейной двунаправленной фильтрации) выполняется по сигналу 602, и операция 614 формирования гистограммы (например, формирование гистограммы полного динамического диапазона) выполняется по сигналу 602. Операция 604 фильтрации предоставляет фоновую часть 605, используя определение детализации, соответствующей AC-значению (например, предоставленному пользователем). Когда двунаправленный фильтр используется в качестве низкочастотного фильтра, выбранная AC будет определять детали, устанавливая стандартное отклонение параметра _R в двунаправленном фильтре. Это эффективно определяет максимальную амплитуду сигналов, которые становятся частью детального изображения 621. В качестве примера, радиометрические весовые коэффициенты, как функция радиометрического расстояния для этой выбранной переменной _R, могут сохраняться в поисковой таблице (LUT) для обращения (более предпочтительно, чем вычисления) посредством операции 604 фильтрации.

Например, обращаясь кратко к фиг. 7, график радиометрических весовых коэффициентов как функции радиометрического расстояния показан в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения для двух примерных значений переменной _R. Конкретно, график иллюстрирует то, как изменение настроек для переменной _R (например, параметр sigmaR низкочастотного фильтра) будет влиять на радиометрические весовые коэффициенты, где график показывает графики двух различных значений для переменной _R. Форма кривой является стандартным гауссовым распределением, которое изложено ниже в уравнении (3), использующим переменную _R (например, стандартное отклонение радиометрического гауссова распределения), и где D_R является радиометрическим расстоянием. Более высокое значение для переменной _R может, как правило, давать в результате большее сглаживание и сигналы с более высокой амплитудой на детальном уровне, тогда как более низкое значение переменной _R может, как правило, иметь в результате уменьшение SNR в детальном изображении, когда значение уменьшается до стандартного отклонения шума.

(3)

Операция 606 обработки выполняется по фоновой части 605 из операции 604 фильтрации посредством применения гистограммы, предоставленной операцией 614 формирования гистограммы, чтобы обеспечивать выравнивание гистограммы и выводить выровненную фоновую часть 607. Применяемая гистограмма, например, может быть задержана на один кадр элементом 616 задержки и необязательно обработана 620, как, например, для того, чтобы игнорировать небольшие периферийные части (например, 0,3% крайних частей гистограммы, которые могут представлять ошибочные данные). Конкретно, в качестве примера операции 606 обработки, LUT фона может быть сформирована на основе гистограммы, предоставленной операцией 614 формирования гистограммы, и применена к фоновой части 604 (например, чтобы перевести динамический диапазон фоновой части к требуемому динамическому диапазону), чтобы предоставить выровненную фоновую часть 607.

LUT фона может быть модифицирована через операцию 620 для операции 606 обработки AC-алгоритма, как, например, для того, чтобы уменьшать сильные изменения в значениях LUT фона (например, обеспечивать низкочастотную временную фильтрацию, IIR) от одного кадра к следующему. Например, операция 620 может формировать LUT выравнивания фоновой гистограммы из определенного процента (например, 90%) IIR-отфильтрованной LUT предыдущего кадра и определенного процента (например, 10%) из LUT текущего кадра.

Детальная часть 621 (т.е. вторая часть или детальное изображение) формируется посредством вычитания (например, с помощью вычитающего устройства 610) фоновой части 605, предоставленной операцией 604 фильтрации, из сигнала 602. Детальная часть затем масштабируется (например, с помощью умножающего устройства 622) на основе значения D2BR (соотношение деталей к фону), как обсуждалось ранее и с D2BR-значением на основе соответствующего AC-значения, выбранного пользователем, чтобы предоставлять масштабированную детальную часть 623. Выровненная фоновая часть 607 добавляется (например, с помощью сумматора 624) к масштабированной детальной части 623, чтобы объединять данные и предоставлять выходной кадр 626 данных изображения. Предположим, что нет масштабирования фоновой части на этапе выравнивания гистограммы, отдельный этап 618 масштабирования может применяться (например, с помощью устройства умножения), чтобы соответствовать динамическому диапазону масштабированной детальной части. Необязательно заключительный этап масштабирования может применяться к объединенному (суммированному) AC-изображению, чтобы масштабировать сигнал до требуемого выходного динамического диапазона (например, динамического диапазона, требуемого некоторым видеостандартом).

В целом, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, AC-алгоритм (AC-фильтр) может быть реализован, чтобы разделять сигнал изображения на две части, где первая часть содержит фоновую (низкочастотную) информацию, а вторая часть содержит детальную (более точную) информацию изображения. Вторая часть может быть получена просто вычитанием (например, при работе высокочастотного фильтра) фоновой информации из первоначального сигнала изображения. Конечные выходные данные AC-алгоритма могут формироваться посредством масштабирования детальной информации (или фоновой информации), так что детальная информация будет четко просматриваться в результирующем изображении, несмотря на текущий динамический диапазон этого изображения.

В качестве дополнительного примера, низкочастотный фильтр может использоваться, чтобы получать фоновую информацию, и может быть спроектирован так, что он не будет портить резкие границы в изображении. Линейный низкочастотный фильтр будет, по определению, портить границы, так как он вычисляет простое взвешенное среднее соседних пикселей даже через резкие границы. Следовательно, двунаправленный фильтр может использоваться в AC-алгоритме, чтобы динамически вычислять весовые коэффициенты соседних пикселей на основе не только близости местоположения (близости к фильтруемому пикселю), но также в радиометрической близости. Таким образом, соседям со значительно более высокой или более низкой интенсивностью сигнала, чем фильтруемый пиксель, может быть назначен нулевой или близкий к нулю весовой коэффициент.

В качестве другого примера, AC-алгоритм может масштабировать фоновую и детальную информацию линейно до некоторого требуемого предварительно определенного диапазона. Например, типичная настройка может делить доступный выходной диапазон (например, 256) на две приблизительно равные части. Для сцен с умеренным динамическим диапазоном и для датчиков с фактически линейной реакцией (например, LWIR, такого как QWIP) этот подход может быть достаточным. Однако для сцен с большими горячими объектами или датчиков с более нелинейной реакцией (например, датчиков MWIR InSb) этот подход недостаточен. Например, линейное преобразование верхнего динамического диапазона фона от 14 к 8-битной области может сделать горячие объекты белыми, а оставшуюся часть фона однообразным серым, давая в результате неудовлетворительное качество изображения. Альтернативно в соответствии с одним или более вариантами осуществления выравнивание гистограммы может применяться к фоновой информации, чтобы обеспечивать лучшее распределение цветов. Например, чтобы сохранять некоторые из радиометрических свойств изображения (например, должно быть по-прежнему очевидно, что существует очень горячий объект в сцене), часть (например, 25%) назначенного фонового динамического диапазона может быть сохранена для линейного или прямо пропорционального преобразования.

В качестве другого примера, LUT может быть создана в операции выравнивания гистограммы AC-фильтра и может включать в себя две части, где одна часть является стандартной LUT, которая масштабирует диапазон пропорционально числу пикселей в этом диапазоне, а другая часть является строго линейным преобразованием. Например, типично 25 процентов диапазона, зарезервированного для фона, будут преобразовываться линейно, где LUT, которая вычисляется, используется для следующего кадра. Дополнительно, низкочастотный фильтр может применяться к LUT, чтобы сглаживать резкие изменения в значениях.

Где применимо, различные варианты осуществления изобретения могут быть реализованы с помощью аппаратных средств, программного обеспечения или различных сочетаний аппаратных средств и программного обеспечения. Где применимо, различные аппаратные компоненты и/или программные компоненты, изложенные в данном документе, могут объединяться в составные компоненты, содержащие программное обеспечение, аппаратные средства и/или и то, и другое, без отступления от рамок и функциональности настоящего раскрытия. Где применимо, различные аппаратные компоненты и/или программные компоненты, изложенные в данном документе, могут быть разделены на подкомпоненты, имеющие программное обеспечение, аппаратные средства и/или и то, и другое, без отступления от рамок и функциональности настоящего раскрытия. Где применимо, предполагается, что программные компоненты могут быть реализованы как аппаратные компоненты и наоборот.

Программное обеспечение, в соответствии с настоящим раскрытием, такое как, например, программный код и/или данные, может быть сохранено на одном или более машиночитаемых носителях. Также предполагается, что программное обеспечение, идентифицированное в данном документе, может быть реализовано с помощью одного или более универсальных или специализированных компьютеров и/или компьютерных систем, объединенных в сеть, и/или иным образом. Где применимо, порядок различных этапов, описанных в данном документе, может быть изменен, объединен в составные этапы и/или разделен на подэтапы, чтобы предоставлять признаки, описанные в данном документе.

Варианты осуществления, описанные в данном документе, иллюстрируют, но не ограничивают изобретение. Также следует понимать, что многочисленные модификации и вариации возможны в соответствии с принципами настоящего изобретения. Соответственно, рамки изобретения определены только прилагаемой формулой изобретения.