长波线阵红外相机星上非均匀性实时校正方法技术

长波线阵红外相机星上非均匀性实时校正方法，首先依次发送低温、高温定标指令，控制黑体运动使红外相机与黑体中央区域对准，待温度稳定后分别将图像数据存储，然后计算每个像元均值数据及所有像元的均值，进而得到高低温均值数据的差值和差值的平均值，利用差值和差值平均值判断盲元点，最后对盲元点用行均值进行盲元替代，并计算盲元替代后的低温、高温、高低温差值图像数据的均值，进而得到校正系数，并对探测器输出的原始图像进行校正。本发明专利技术非均匀性实时校正方法与现有技术相比，减少通过地面定标进行非均匀性校正而导致的校正偏差，改善了红外相机的成像质量，具有很好的使用价值。

【技术实现步骤摘要】
长波线阵红外相机星上非均匀性实时校正方法
本专利技术涉及红外成像
，特别是一种长波线阵红外相机星上非均匀性实时校正方法。
技术介绍
红外探测器由于材料和工艺水平的限制，存在非均匀性问题。红外探测器的非均匀性是指探测器各单元在均匀辐射输入时各单元的输出的不一致性，又称为固有空间噪声。这种噪声会严重影响成像系统的成像质量，进而影响光电系统的总体性能，所以必须进行非均匀性校正。另外，由于星载红外相机系统所处的太空环境与地面之间在温度上存在巨大差异，探测器的响应特性会发生温度漂移，这就会使得在利用从地面获得的定标数据对处于星载环境下的红外成像系统进行非均匀性校正时发生偏差，校正效果不理想。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种长波线阵红外相机星上非均匀性实时校正方法，减少通过地面定标进行非均匀性校正而导致的校正偏差，改善红外相机的成像质量。本专利技术的技术解决方案是：长波线阵红外相机星上非均匀性实时校正方法，包括如下步骤：(1)当进行低温定标时，控制低温黑体运动直到红外相机与低温黑体的中央区域对准，使黑体辐射光线充满并均匀照射在红外相机视场，在进行低温定标后产生P行图像数据时，将P+1行开始的M行图像数据存储，并计算M行图像数据中每个像元的灰度值均值进而得到所有像元的灰度值均值P为正数，M为正数，j为像元的列号，为低温光强；(2)当进行高温定标时，控制高温黑体运动直到红外相机与高温黑体的中央区域对准，使黑体辐射光线充满并均匀照射在红外相机视场，在进行高温定标后产生P行图像数据时，将P+1行开始的M行图像数据存储，并计算M行图像数据中每个像元的灰度值均值进而得到所有像元的灰度值均值为高温光强；(3)分别计算高温定标后产生图像中第i行第j个像元、低温定标后产生图像第i行第j个像元的灰度值均值的差值遍历所有像元，进而得到各行所有像元灰度值均值差值的平均值利用判断盲元点，存储得到的盲元点坐标，i＝1,2,3...M；(4)分别用行均值替代低温定标后产生图像、高温定标后产生图像里的盲元点，进而得到盲元点被替代后的新低温、新高温图像中各行各个像元的灰度值均值，并记为计算新低温图像所有像元的灰度值均值新高温图像所有像元的灰度值均值所述的行均值为被替代盲元点所在行中所有像元灰度值的均值；(5)计算第i行第j个像元的校正系数Gj、Oj为其中，为高温定标后产生图像中第i行第j个像元的灰度值均值，为低温定标后产生图像中第i行第j个像元的灰度值均值；遍历所有行、列的所有像元，得到各个像元的校正系数；(6)使用步骤(5)得到的校正系数对红外相机输出的原始图像进行校正。所述的步骤(1)中步骤(2)中的计算方法为其中，为进行低温定标得到M行图像数据中第i行、第j列像元的灰度值，i＝1,2,3,...,M，j为正整数；其中，为进行高温定标得到M行图像数据中第i行、第j列像元的灰度值，i＝1,2,3,...,M，j为正整数。所述的步骤(1)中的计算方法为其中，i的初值为P+1，j为低温定标得到M行图像数据中像元列号，N为低温定标得到M行图像数据中像元列数，1<＝i<＝M，1<＝j<＝N，V′(i-1,j)为计算低温定标得到M行图像数据中前i-1行，第j列像元灰度值均值，V(i,j)为低温定标得到M行图像数据中第i行，第j列像元灰度值原始值，V′(i,j)为计算低温定标得到的M行图像数据中前i行，第j列像元灰度值均值；i＝i+1，直至i＝M得到V′(M,j)作为所述步骤(2)中的计算方法为其中，i的初值为P+1，V′(P,j)＝V(P,j)，j为高温定标得到M行图像数据中像元列号，N为高温定标得到M行图像数据中像元列数，1<＝i<＝M，1<＝j<＝N，V′(i-1,j)为计算高温定标得到M行图像数据中前i-1行，第j列像元灰度值均值，V(i,j)为高温定标得到M行图像数据中第i行，第j列像元灰度值原始值，V′(i,j)为计算高温定标得到M行图像数据中前i行，第j列像元灰度值均值；i＝i+1，直至i＝M得到V′(M,j)作为所述的用判断盲元点的方法是：当小于或者大于则第j个像元为盲元点。所述的步骤(1)、步骤(2)中M的选取范围为M>＝256。所述的步骤(1)(2)中P的选取范围为P>＝200。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术通过实时黑体定标计算校正系数，得到当前环境下的最优系数完成校正，与现有技术相比校正偏差小，非均匀性校正效果更好；(2)本专利技术通过实时黑体定标计算校正系数，得到的实时校正系数适用范围更广，与现有技术相比更适用于复杂的太空环境；(3)本专利技术采用迭代法对每个像元计算多行均值，内部需要的存储空间相比直接计算缩小了1/M，计算过程比较简单实现，与现有技术相比特别适用于有些内部存储空间比较紧张时的应用；(4)本专利技术在计算所有像元的均值之前进行盲元替代，避免了过大或者过小的盲元点数值的对校正期望值的影响，与现有技术相比提高了校正的准确度。附图说明图1为本专利技术方法中积分时间0.16ms，黑体温度35℃下相机的原始图像；图2为积分时间0.16ms，黑体温度35℃下相机使用现有方法校正后的图像；图3为积分时间0.16ms，黑体温度35℃下相机使用本专利技术的方法校正后的图像；图4为本专利技术方法中积分时间0.16ms，黑体温度35℃下相机的原始图像数据响应；图5为积分时间0.16ms，黑体温度35℃下相机使用现有方法校正后的图像数据响应；图6为积分时间0.16ms，黑体温度35℃下相机使用本专利技术方法校正后的图像数据响应；图7为本专利技术一种长波线阵红外相机星上非均匀性实时校正方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术具体实施方式做进一步介绍。如图7所示为本专利技术方法的操作步骤，主要包括两部分：计算系数和校正运算，计算系数的详细操作步骤如下：(1)发送低温定标指令，控制黑体运动，直到红外相机与黑体的中央区域对准时停止，此时黑体辐射充满红外相机的整个视场，并均匀照射在红外相机上。待图像数据稳定后(发送指令后P行)，将M行图像数据存储在内部存储器A中，并对M行每个像元计算均值数据及所有像元的均值具体的计算均值数据方法有两种，方法一是对每个像元直接计算其中i为稳定后存储的行号，1<＝i<＝M。将第i行数据存储在内部存储器中，等待第i+1行数据来临时，对每个像元值分别进行累加，得到的结果再存入内部存储器中，直到统计到第M行数据。计算得到的结果再除以存储行数M，即可得到低温均值数据和高温均值数据对和计算一行所有像元的累加平均值，即可得到和方法二是采用迭代计算法，对每个像元分别计算，其中i为稳定后存储的行号，j为像元列号，1<＝i<＝M，1<＝j<＝N，V′(i-1,j)为上一次计算得到的前i-1行，第j列均值，V(i,j)为第i行，第j列原始数据值，V′(i,j)为计算得到的前i行，第j列均值，迭代进入下一次的计算。当i＝M时，计算结束，此时的V′(M,j)即为计算得到的第j个像元的均值。设每一行的像元个数为N，像元采用14bit表示，方法一需要内部存储器的大小至少为M×N×214，而方法二需要内部存储器的大小至少为N×2本文档来自技高网...

【技术保护点】
长波线阵红外相机星上非均匀性实时校正方法，其特征在于包括如下步骤：(1)当进行低温定标时，控制低温黑体运动直到红外相机与低温黑体的中央区域对准，使黑体辐射光线充满并均匀照射在红外相机视场，在进行低温定标后产生P行图像数据时，将P+1行开始的M行图像数据存储，并计算M行图像数据中每个像元的灰度值均值

【技术特征摘要】
1.长波线阵红外相机星上非均匀性实时校正方法，其特征在于包括如下步骤：(1)当进行低温定标时，控制低温黑体运动直到红外相机与低温黑体的中央区域对准，使黑体辐射光线充满并均匀照射在红外相机视场，在进行低温定标后产生P行图像数据时，将P+1行开始的M行图像数据存储，并计算M行图像数据中每个像元的灰度值均值进而得到所有像元的灰度值均值P为正数，M为正数，j为像元的列号，为低温光强；(2)当进行高温定标时，控制高温黑体运动直到红外相机与高温黑体的中央区域对准，使黑体辐射光线充满并均匀照射在红外相机视场，在进行高温定标后产生P行图像数据时，将P+1行开始的M行图像数据存储，并计算M行图像数据中每个像元的灰度值均值进而得到所有像元的灰度值均值为高温光强；(3)分别计算高温定标后产生图像中第i行第j个像元、低温定标后产生图像第i行第j个像元的灰度值均值的差值遍历所有像元，进而得到各行所有像元灰度值均值差值的平均值利用判断盲元点，存储得到的盲元点坐标，i＝1,2,3...M；(4)分别用行均值替代低温定标后产生图像、高温定标后产生图像里的盲元点，进而得到盲元点被替代后的新低温、新高温图像中各行各个像元的灰度值均值，并记为计算新低温图像所有像元的灰度值均值新高温图像所有像元的灰度值均值所述的行均值为被替代盲元点所在行中所有像元灰度值的均值；(5)计算第i行第j个像元的校正系数Gj、Oj为其中，为高温定标后产生图像中第i行第j个像元的灰度值均值，为低温定标后产生图像中第i行第j个像元的灰度值均值；遍历所有行、列的所有像元，得到各个像元的校正系数；(6)使用步骤(5)得到的校正系数对红外相机输出的原始图像进行校正。2.根据权利要求1所述的长波线阵红外相机星上非均匀性实时校正方法，其特征在于：所述的步骤(1)中步骤(2)中的计算方法为其中，为进行低温定标得到M行图像数据中第i行、第j列像元的灰度值，i＝1,2,3,...,M，j为正整数；

【专利技术属性】
技术研发人员：张守荣，孙晓敏，张晔，雷超，李亮，雷宁，于志成，张斐然，胡雨婷，董书莉，王艳，柴凤萍，董婷，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11