杨 暄,王义坤,韩贵丞,蔡能斌,亓洪兴

(1.中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室,上海 200083；2.中国科学院大学,北京 100049；3.上海市现场物证重点实验室，上海 200083)

1 引 言

热红外成像技术可以获得成像场景自身的温度分布特征,在遥感、工业检测等领域具有广泛的应用[1-2]。然而对于场景动态范围较小的一些应用场合,比如海洋搜救中落水人员出现“失温”现象后的搜寻[3]、海洋表面温度研究(Sea Surface Temperature,SST)[4]以及水下目标的热尾流特性分析[5]等都要求尽可能的减少图像噪声,提高系统灵敏度,后续才能有效的进行图像分析与目标判别。因此如何减少噪声,提高热红外图像的信噪比始终是项重要的研究方向。

由于热红外探测器器件与工艺技术的限制,所获取的图像噪声仍然较大,这种噪声可以区分为空间噪声与时间噪声两大类[6]。其空间噪声表现为单帧图像上的非均匀性,目前效果较好的非均匀性校正方法大多依赖于图像间的配准工作[7-8],而在噪声强烈的情况下,图像的配准往往会有较大的误差；时间噪声表现为图像上常规出现的高斯白噪声、泊松噪声等高频随机噪声,并逐步发展了诸如NLM、BM3D、SAIST等基于非局部自相似性(Nonlocal Self-Similarity,NSS)的主流去噪方法[9-11]。近几年有人提出利用低秩矩阵近似(Low-Rank Matrix Approximation,LRMA)的观点进行去噪[12-15],它同样寻找图像中的相似块,在无噪的情况下这些相似块组建的矩阵应当具有低秩特性,而噪声会使这种低秩特性产生退化,因此该方法旨在从退化的观测数据中恢复出潜在的低秩结构,最终达到去噪效果。……