采用參數(shù)正確性因子的紅外圖像非均勻性校正方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種采用參數(shù)正確性因子的紅外圖像非均勻性校正方法，對任一具體型號的紅外焦平面探測器，獲得黑體圖像序列；計算黑體圖像序列每個溫度點每個像元非均勻性增益參數(shù)與非均勻性偏置參數(shù)；統(tǒng)計黑體圖像序列每個溫度點增益參數(shù)的空間域局部標準差和偏置參數(shù)的空間域局部標準差；用整個黑體圖像序列統(tǒng)計焦平面探測器每個像元在所有溫度點的增益概率分布函數(shù)；計算非均勻性增益參數(shù)與非均勻性偏置參數(shù)和增益空間域局部標準差和偏置空間域局部標準差；計算增益空間域局部標準差的概率值和偏置空間域局部標準差的概率值；采用最終增益參和偏置參數(shù)對圖像進行非均勻性校正，獲得校正后圖像。本發(fā)明專利技術(shù)能從根本上抑制“鬼影”現(xiàn)象。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于紅外圖像處理技術(shù)，特別是一種。
技術(shù)介紹
紅外焦平面探測器一般存在著比較嚴重的非均勻性噪聲，現(xiàn)階段通過探測器的技術(shù)發(fā)展徹底解決非均勻性問題是沒 有可能性的，于是國內(nèi)外眾多學(xué)者都努力通過信號處理方式攻克非均勻性，即非均勻性校正。采用軟件校正解決非均勻性問題，形式簡單、成本低廉。但由于非均勻性問題的理論復(fù)雜性，雖然國內(nèi)外大量學(xué)者作了各種努力，到目前為止并沒有徹底解決好非均勻性問題。非均勻性校正的方法分為兩類，一類是基于定標的方法，一類是基于場景的方法。基于定標的方法主要有一點校正和兩點校正，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展出多點校正的方法。定標方法優(yōu)點是簡單、計算量低，缺點是紅外探測器響應(yīng)非線性和溫漂效應(yīng)往往會使得非均勻性參數(shù)過程是一個非平穩(wěn)隨機過程，定標參數(shù)的實際作用有限。基于場景的方法能有效地克服非線性問題和溫漂效應(yīng)，所以目前對非均勻性研究的重點都放在了基于場景方法中。但現(xiàn)有的基于場景非均勻性校正方法會造成處理后的圖像存在明顯的“鬼影”現(xiàn)象。基于場景非均勻性校正實際上是利用場景數(shù)據(jù)實時統(tǒng)計焦平面探測器非均勻性增益與偏置參數(shù)并進行校正的過程，“鬼影”則是由統(tǒng)計出非均勻性增益與偏置參數(shù)偏離了真實值造成的，即參數(shù)計算錯誤。“鬼影”問題限制了基于場景非均勻性校正技術(shù)走向?qū)嵱没?br>技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種，能夠自動判斷基于場景非均勻性校正算法統(tǒng)計出的焦平面探測器非均勻性參數(shù)的正確性，并只采用正確的參數(shù)進行非均勻性校正，從而能從根本上抑制“鬼影”現(xiàn)象。實現(xiàn)本專利技術(shù)目的的技術(shù)解決方案為一種，包括如下步驟(I)對任一具體型號的紅外焦平面探測器，利用寬溫黑體采集各個溫度點的黑體圖像，獲得黑體圖像序列Bt = {B⑴，B (2)，…，B (T)，…}，T表示黑體溫度；(2)計算黑體圖像序列Bt每個溫度點每個像元非均勻性增益參數(shù)gainB(i，j, T)與非均勻性偏置參數(shù)OfTsetB (i，j, T)，i表示第i行，j表示第j列；(3)統(tǒng)計黑體圖像序列每個溫度點增益參數(shù)gainB(i，j, T)參數(shù)的空間域局部標準差和偏置參數(shù)0ffsetB (i, j, T)的空間域局部標準差<_(0'，0 ;(4)用整個黑體圖像序列Bt統(tǒng)計焦平面探測器每個像元在所有溫度點的概率分布函數(shù)d (U)，每個像元在所有溫度點的概率分布函數(shù)(U);(5)第(I)至(4)步為標定階段，對每個紅外焦平面探測器，只需要標定一次，在正常使用過程中，每次處理從第(5)步開始，該第(5)步為探測器工作后將不斷地實時獲得紅外圖像從而構(gòu)成紅外圖像序列Ik = {1(1)，1(2)，…，I (k),…}，k表示幀號；(6)對紅外圖像序列Ik采用時間域均值與標準差統(tǒng)計的方法實時統(tǒng)計當前第k中貞圖像I (k)每一個像素的時間域均值m(i, j, k)和標準差s(i, j, k),利用m(i, j, k)和s(i, j, k)計算非均勻性增益參數(shù)gain1 (i, j, T)與非均勻性偏置參數(shù)offset1 (i, j, Τ)；(7)計算職///(/, J，r)的空間域局部標準差O'JA)，offset1 (i, j, T)的空間域局部標準差Μ)；(8)利用概率分布 函數(shù)計算的概率值，利用概率分布函(h /)計算(I, j, k)的概率值/(/； i, k)；(9)利用概率值，■/)和幻作為參數(shù)正確性因子控制最終非均勻性增益參數(shù)gain(i, j, k)和偏置參數(shù)offset (i, j, k)的更新計算；(10)采用增益參數(shù)gain (i, j, k)和偏置參數(shù)offset (i, j, k)對圖像I(k)進行非均勻性校正，獲得校正后圖像ItjutGO。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(1)通過引入?yún)?shù)正確性因子反饋計算基于場景非均勻性校正方法計算出非均勻性參數(shù)的正確性，阻斷錯誤參數(shù)被采用，極大降低了 “鬼影”發(fā)生的可能性；(2)計算方法簡單，實時性好。下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進一步詳細描述。附圖說明圖I是原始圖像。圖2是參數(shù)正確性因子的三維圖。圖3是非均勻性校正后圖像。具體實施例方式本專利技術(shù)，包括如下步驟(I)對任一具體型號的紅外焦平面探測器(如美國FLIR公司的640 X 512長波非制冷型探測器、美國FLIR公司的320X256長波非制冷型探測器、法國S0FRADIR公司320X240長波非制冷型探測器、法國S0FRADIR公司384X288長波非制冷型探測器、法國S0FRADIR公司320X256中波制冷型探測器、法國S0FRADIR公司640X512中波制冷型探測器等)，利用寬溫黑體采集各個溫度點的黑體圖像，獲得黑體圖像序列Bt = {B(1)，B(2)，…，B(T),…}，T表示黑體溫度；(2)計算黑體圖像序列Bt每個溫度點每個像元非均勻性增益參數(shù)gainB(i，j, T)與非均勻性偏置參數(shù)OfTsetB (i，j, Τ)，i表示第i行，j表示第j列；(3)統(tǒng)計黑體圖像序列每個溫度點增益參數(shù)gainB(i，j, T)參數(shù)的空間域局部標準差和偏置參數(shù)0ffsetB (i, j, T)的空間域局部標準差<_仏/'，T);(4)用整個黑體圖像序列Bt統(tǒng)計焦平面探測器每個像元《,,,,(/',AO在所有溫度點的概率分布函數(shù)，每個像元<_((7',0在所有溫度點的概率分布函數(shù)/(5)第(I)至(4)步為標定階段，對每個紅外焦平面探測器，只需要標定一次，在正常使用過程中，每次處理從第(5)步開始，該第(5)步為探測器工作后將不斷地實時獲得紅外圖像從而構(gòu)成紅外圖像序列Ik = {1(1)，1(2)，…，I (k),…}，k表示幀號；(6)對紅外圖像序列Ik采用時間域均值與標準差統(tǒng)計的方法實時統(tǒng)計當前第k中貞圖像I (k)每一個像素的時間域均值m(i, j, k)和標準差s(i, j, k),利用m(i, j, k)和s(i, j, k)計算非均勻性增益參數(shù)gain1 (i, j, T)與非均勻性偏置參數(shù)offset1 (i, j, Τ)；(7)計算gainYi, j, T)的空間域局部標準差(UJ) ,Offset1Q, j, T)的空間域局部標準差<~(0'，幻；(8)利用概率 分布函數(shù)PgLGJ)計算的概率值，利用概率分布函數(shù)(i，/)計算<^^認Λ k)的概率值(K j, k)；(9)利用概率值和/作為參數(shù)正確性因子控制最終非均勻性增益參數(shù)gain (i, j, k)和偏置參數(shù)offset (i, j, k)的更新計算；(10)采用增益參數(shù)gain (i, j, k)和偏置參數(shù)offset (i, j, k)對圖像I(k)進行非均勻性校正，獲得校正后圖像ItjutGO。實施例(I)本專利技術(shù)首先開始標定階段，對法國S0FRADIR公司生產(chǎn)的長波制冷型探測器(像元數(shù)為320X256)利用寬溫黑體(_40°C ^lOO0C )采集利用寬溫黑體采集各個溫度點的黑體圖像，每隔O. 1°C，采集一幅黑體圖像，共1410幅。獲得黑體圖像序列Bt ={B(1)，B(2)，…，B(T),…，B(1410)} (T 表示黑體溫度)。(2)計算黑體圖像序列Bt每個溫度點每個像元非均勻性增益參數(shù)gainB(i，j, Τ)(i表示第i行，j表示第j列本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種采用參數(shù)正確性因子的紅外圖像非均勻性校正方法，其特征在于包括如下步驟：（1）對任一具體型號的紅外焦平面探測器，利用寬溫黑體采集各個溫度點的黑體圖像，獲得黑體圖像序列BT＝{B(1),B(2),…,B(T),…}，T表示黑體溫度；（2）計算黑體圖像序列BT每個溫度點每個像元非均勻性增益參數(shù)gainB(i,j,T)與非均勻性偏置參數(shù)offsetB(i,j,T)，i表示第i行，j表示第j列；（3）統(tǒng)計黑體圖像序列每個溫度點增益參數(shù)gainB(i,j,T)參數(shù)的空間域局部標準差和偏置參數(shù)offsetB(i,j,T)的空間域局部標準差（4）用整個黑體圖像序列BT統(tǒng)計焦平面探測器每個像元在所有溫度點的概率分布函數(shù)每個像元在所有溫度點的概率分布函數(shù)（5）第（1）至（4）步為標定階段，對每個紅外焦平面探測器，只需要標定一次，在正常使用過程中，每次處理從第（5）步開始，該第（5）步為探測器工作后將不斷地實時獲得紅外圖像從而構(gòu)成紅外圖像序列Ik＝{I(1),I(2),…,I(k),…}，k表示幀號；（6）對紅外圖像序列Ik采用時間域均值與標準差統(tǒng)計的方法實時統(tǒng)計當前第k幀圖像I(k)每一個像素的時間域均值m(i,j,k)和標準差s(i,j,k)，利用m(i,j,k)和s(i,j,k)計算非均勻性增益參數(shù)gainI(i,j,T)與非均勻性偏置參數(shù)offsetI(i,j,T)；（7）計算gainI(i,j,T)的空間域局部標準差offsetI(i,j,T)的空間域局部標準差（8）利用概率分布函數(shù)計算的概率值利用概率分布函數(shù)計算的概率值（9）利用概率值和作為參數(shù)正確性因子控制最終非均勻性增益參數(shù)gain(i,j,k)和偏置參數(shù)offset(i,j,k)的更新計算；（10）采用增益參數(shù)gain(i,j,k)和偏置參數(shù)offset(i,j,k)對圖像I(k)進行非均勻性校正，獲得校正后圖像Iout(k)。FDA00001971572100011.jpg,FDA00001971572100012.jpg,FDA00001971572100013.jpg,FDA00001971572100014.jpg,FDA00001971572100015.jpg,FDA00001971572100016.jpg,FDA00001971572100017.jpg,FDA00001971572100018.jpg,FDA00001971572100019.jpg,FDA000019715721000110.jpg,FDA000019715721000111.jpg,FDA000019715721000112.jpg,FDA000019715721000113.jpg,FDA000019715721000114.jpg,FDA000019715721000115.jpg,FDA000019715721000116.jpg...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：錢惟賢，陳錢，顧國華，隋修寶，何偉基，張聞文，路東明，任侃，于雪蓮，李宏哲，
申請(專利權(quán))人：南京理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：