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基于深度学习的红外图像质量提升算法研究

基于深度学习的红外图像质量提升算法研究

摘要：

红外图像在军事、安防、医疗等领域具有广泛应用前景，但受

到传感器本身硬件限制以及环境因素的影响，红外图像往往存

在低分辨率、噪声干扰等问题，影响了图像的质量。为了提高

红外图像的质量，本文基于深度学习提出了一种红外图像质量

提升算法。

1.引言

红外图像是通过记录物体放射或散射红外波段的能量分布而生

成的图像。红外图像具有热辐射信息，可以观测到肉眼无法感

知的目标，具有在夜间和恶劣环境下进行隐蔽观测的能力。然

而，由于红外传感器的硬件限制和外界环境因素的干扰，红外

图像常常存在分辨率较低、噪声干扰等问题，这会影响到红外

图像的进一步处理和分析。

2.相关工作

传统的红外图像质量提升方法主要基于非深度学习的图像处理

技术，如滤波、增强和降噪等。然而，这些方法往往需要手动

调整参数，且对于不同的红外图像类型和噪声类型适应性较差。

3.深度学习方法

深度学习作为机器学习的一个分支，在图像处理领域取得了显

著的成果。针对红外图像质量提升问题，本文提出基于深度学

习的方法。首先，采用卷积神经网络（ConvolutionalNeural

Network，CNN）对红外图像进行特征提取。由于红外图像的特

殊性，传统的CNN结构不能很好地适应红外图像的处理需求。

因此，本文采用残差网络（ResidualNetwork，ResNet）结构

对红外图像进行特征提取，提高了图像的表征能力并减少了训

练难度。

4.数据集和实验设置

本文使用了由多个红外摄像头采集的红外图像数据集进行实验。

为了训练深度学习模型，我们将数据集分为训练集、验证集和

测试集。训练集用于模型的训练，验证集用于调整模型的超参

数，测试集用于评估模型的性能。实验设置中，本文采用了

Adam优化器和交叉熵损失函数，并设置了一些超参数的初值。

5.实验结果分析

通过对实验结果的分析，本文的算法在红外图像质量提升上取

得了良好的效果。与传统的图像处理方法相比，基于深度学习

的方法在提升图像分辨率和降低噪声方面表现更好。同时，本

文所提出的算法还具有较好的泛化性能，适用于不同类型的红

外图像。

6.结论

本文基于深度学习提出了一种红外图像质量提升算法。实验结

果表明，该算法能够有效地提高红外图像的分辨率和降低噪声

干扰，从而提升红外图像的质量。未来可以进一步研究基于深

度学习的红外图像处理算法，提高红外图像的其他质量指标。

致谢：

感谢导师对本研究的指导和支持，感谢实验室的师兄师姐们对

论文撰写过程中的帮助和讨论。此外，还要感谢数据集的提供

者和实验中参与的志愿者们。

本文基于深度学习提出了一种红外图像质量提升算法，在

红外图像分辨率和降噪方面取得了良好的效果。与传统的图像

处理方法相比，基于深度学习的方法具有更好的性能和泛化能

力。通过本研究的工作，我们对红外图像处理领域有了更深入

的认识，并为未来的研究提供了参考。感谢导师和实验室的支

持与指导，以及数据集提供者和志愿者们的参与。希望未来能

进一步研究红外图像处理算法，提高红外图像的其他质量指标