MATLAB红外图像去噪算法研究(3)
红外热像仪的自身并不向外发射红外线，只是被动的吸收物体向外辐射的红外线。由于红外线在空气中中传播时，是随着距离而衰减的，所以红外热像仪对于分辨率的要求是很高的，同时要求探测器的制作材料具有高灵敏度。这里的分辨率是指温度分辨率和空间分辨率两种要求，温度分辨率指的是最小可探测目标与背景的温度差，空间分辨率指的是显示温度差的能力。这两种分辨率决定了红外传感器的探测范围。
1.2.2 红外成像技术的特点
人眼能够看见的光称为可见光，可见光的波长范围为：0.38—0.78微米。比0.78微米长的电磁波谱段称为红外线。红外线是自然界普遍存在的辐射，它主要有两个特征：第一，物体自身的温度决定了向外辐射热能的大小。第二，大气、烟云等吸收可见光，但对红外线却不吸收，是完全可以通过的，仅限于3至5微米，8至14微米这两个波段的窗口，利用这两个窗口，可以在低照度的夜晚观测目标，也可以在烟雾密布的战场观测前方情况。红外热成像主要应用于军事，在民用领域也有很大的发展空间。其中3-5微米波段称为短波段，8-14微米称为长波段，3-5微米的大气透射要优于8-14微米。
红外图像表征景物的红外辐射分布，主要决定于景物的发射率和温度分布，其灰度波动来源于大背景辐射中的景物各个部分较弱的辐射变化[1]。红外图像有以下特点：首先是太阳辐射影响红外成像，还有背景不稳定，大气扰动，造成图像信噪比低，对比度低。其次，整个红外图像灰度低，暗暗的看不清楚，必须要进行数字处理。为了改善这些缺陷，国内外学者持续不断的努力寻找各种方法。
1．3红外图像的噪声
1.3.1 红外成像的噪声来源
红外图像的噪声主要由吹冰个部分组成，如下图所示：
其中探测器噪声和光子噪声来源于红外探测器，电路噪声主要来源于电压放大和信号传输，A/D转换噪声主要由电压量化产生误差转换而来，均匀性校正残余误差主要由器件产生，器件的尺寸不均匀或者器件响应不均匀造成的，背景空间起伏噪声主要来源于背景的不稳定。由上图可见，红外图像中噪声来源非常复杂，不仅有器件的噪声，还有外部环境扰动产生噪声，以及量化噪声，导致红外图像信噪比很低。
噪声破坏了图片的质量，使图像变得模糊，肉眼看不清楚，削弱了图像的特征，给图像的后续处理工作带来困难。景物自身的红外辐射分布情况由红外图像显示出来，红外成像机理表明，景物的温度分布和向外辐射的强度决定了红外图像。而景物所处的背景辐射不稳定，大气对成像还有扰动，因此各个景物之间微弱的辐射变化就不容易准确探测到。因此，红外图像比一般的数字图像更容易产生噪声。我们针对包含有噪声的红外图像，要进行去噪工作，所以要先对噪声进行分类并建模分析。