2．红外图像的特点

红外图像具有以下特点：(1) 红外热图像表征景物的温度分布，是灰度图像，没有彩色或阴影(立体感觉)，故对人眼而言，分辨率低、分辨潜力差；(2) 由于景物热平衡、波长长、传输距离远、大气衰减等原因，造成红外图像空间相关性强、对比度低、视觉效果模糊；(3) 热成像系统的探测能力和空间分辨率低于可见光CCD 阵列，使得红外图像的清晰度低于可见光图像；(4) 外界环境的随机干扰和热成像系统的不完善，给红外图像带来多种多样的噪声，比如，热噪声、散粒噪声、1/f 噪声、光子电子涨落噪声等等。这些分布复杂的噪声使得红外图像的信噪比比普通电视图像低；(5) 由于红外探测器各探测单元的响应特性不一致、光机扫描系统缺陷等原因，造成红外图像的非均匀性，体现为图像的固定图案噪声、串扰、畸变等。

2．1  红外图像的对比度和分辨率

2.1.1 红外图像的对比度

红外成像系统是一种利用背景和目标间的温度差来完成成像的装置。一般由于景物之间的温差较小，而且经大气传输、热像仪中的光学部分和电子处理部分过程中还会损失灰度级，因此，红外图像对比度一般较低，而且也不利于观察。另外，通常我们可以在红外图像的灰度直方图中看出低对比度高背景[5-11]这个特点，一般表现为绝大多数的灰度集中在某些相邻灰度级范围之内。

2.1.2 红外图像的分辨率

由于红外热成像系统的探测单元尺寸的限制以及探测器阵列数目有限，空间采样的频率并不能满足采样定理，所以图像的空间分辨率比较低，有时候还会出现非常严重的混频现象。大部分自然界景物的空间频率比较丰富，其中包括各种高频信息，在成像的过程中，由于红外热成像系统的探测器尺寸有限以及光学衍射，图像信号的高频部分很可能会不完善，这样就会使图像变模糊或者变形。因此，现在的红外热像仪所输出的红外图像的分辨率一般都比较低。论文网

2．2  红外图像的直方图

2.2.1 直方图

直方图反映图像灰度分布的统计特征。数字图像的直方图是一个离散函数，它表示数字图像中每一灰度与其出现概率间的统计关系。一个数字图像 ，它的像素总数是 ，用 表示第 个灰度级对应的灰度， 表示具有灰度 的像素的个数。横坐标表示灰度级，纵坐标表示频数，那么直方图可以表示为

                                                    （2.1）

式中， 表示灰度 出现的相对频数。

直方图能够反映数字图像概貌性质的相关描述，比如：图像的灰度范围、灰度的分布、整幅图像的平均亮度及明暗对比度等等，并可以由此得出进一步处理的重要依据。所以说，直方图是图像处理中非常有用的一种决策和评价工具。

2.2.2 红外直方图

绝大部分的像素集中在某些相邻灰度级范围内，这些范围以外的某些灰度级上只有很少像素或者直接没有像素；相反，可见光图像的像素分布却比较均匀；直方图中很明显存在峰，大多数情况下分为单峰或者双峰；而可见光图像的直方图往往有多个峰同时存在，也不如红外图像的峰明显；像素灰度值的动态范围比较小，一般只有很少像素甚至是直接没有像素，很少占满整个的灰度级空间；而可见光图像的像素却几乎充满了整个灰度级空间。

由于受到实际环境中的温度、气候等条件的影响，各种物体在不同季节的不同时间所表现出的热辐射特征也不同，物体温度越高，红外热成像的亮度就越高，物体的温度越低，它的红外热成像亮度就会越低[14]。因此，红外图像在实际环境中表现出各自不同的特点，与上面所讲述的一般特征并不完全一样。