一种红外焦平面的多点校正方法及系统技术方案

本发明专利技术属于图像处理技术领域，尤其涉及一种红外焦平面的多点校正方法，包括：步骤1，红外焦平面探测器在工作温度条件下，每隔5℃采集不同温度黑体的图像作为背景图像；步骤2，启动快门，获取快门图像相关参数，并根据背景图像套入如下公式获取快门修正参数：其中，ΔO是快门修正参数，快门图像相关参数包括快门图像Xs与快门图像的均值Bi是第i幅背景图像，是背景图像的均值，Ks是快门图像对应的增益校正参数，是Ks的均值；步骤3，根据快门修正参数ΔO，引入目标图像对应的增益校正参数K与偏置校正参数Bj置校进行两点校正，代入如下公式，计算校正后图像Y，其中，X是预校正的图像，Y是校正后的图像，ΔO是快门修正参数，Bj是第j幅背景图像，K是增益校正参数。

【技术实现步骤摘要】
一种红外焦平面的多点校正方法及系统
本专利技术属于图像处理
，尤其涉及一种红外焦平面的多点校正方法及系统。
技术介绍
红外焦平面阵列成像系统由于具有灵敏度高,体积小,结构紧凑，作用距离远、抗干扰性好、穿透烟尘雾霾能力强、可全天候工作等优点，已成为红外热成像技术发展的趋势，而凝视型红外焦平面阵列已成为未来红外热成像系统发展的主流探测器件。基于红外成像系统的这些优良的特点，它已经广泛地应用于各种军事(如预警、检测跟踪、成像制导等)和民事(如科学研究、遥感、工业监测、医学等)领域。红外探测器就是将不可见的红外热辐射转换成为可见的或可测量的信号的一种器件，它是红外系统中最关键的元件之一。大规模的红外焦平面阵列器件是现今最为先进的一类红外探测器件，是国内外都重点发展的一类红外探测器。红外焦平面阵列同时具有对红外辐射敏感和信号处理的功能，通过器件的读出电路可以将器件中所有探测单元的响应信号转换成有序的图像信号输出。而红外焦平面阵列非均匀性的存在大大地降低了成像系统的温度分辨率和成像质量，因此对高质量的红外热成像系统来说，非均匀性校正技术是最为关键的图像处理技术之一。然而，在国内外已经出现了多种多样的红外焦平面阵列非均匀性校正方法，根据校正系数获得的方法不同大致可以分为两大类基于参考辐射源和基于场景的非均匀性校正技术。其中一点校正、两点校正及多点校正等基于参考辐射源的校正算法是最为成熟也是最普遍使用的一类校正算法，但是这些算法仅适用于探测去的线性响应区，对于非线性响应区域校正都受到红外焦平面阵列成像系统非线性响应的影响，当红外焦平面阵列成像系统的环境温度和工作温度的改变时，红外焦平面阵列器件的工作状态也随之发生变化，校正效果就会变差，从而影响非均匀性校正精度，通常需要周期性的定标，而不具有自适应校正能力，因此难以应对复杂多变的环境。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种红外焦平面的多点校正方法，旨在解决现有的红外焦平面阵列存在着固有的非均匀性，即在相同的均匀辐射输入时红外焦平面阵列各个探测单元的响应输出不一致。而目前常用的一点校正、两点校正及多点校正，都受到红外焦平面阵列成像系统非线性响应的影响，当红外焦平面阵列成像系统的环境温度和工作温度的改变时，红外焦平面阵列器件的工作状态也随之发生变化，导致校正的精度和能力都变差。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种红外焦平面的多点校正方法，包括如下步骤：步骤1，红外焦平面探测器在工作温度范围内，每隔5℃采集不同温度黑体的图像作为背景图像；步骤2，启动快门，获取快门图像相关参数，并根据背景图像套入如下公式获取快门修正参数，其中，ΔO是快门修正参数，Bi是第i幅背景图像，是背景图像的均值，快门图像相关参数包括快门图像Xs与快门图像的均值Ks是快门图像对应的增益校正参数，是Ks的均值；步骤3，根据快门修正参数ΔO，引入目标图像对应的增益校正参数K与偏置校正参数Bj置校进行两点校正，代入如下公式，计算校正后图像Y，其中，X是预校正的图像，Y是校正后的图像，ΔO是快门修正参数，Bj是第j幅背景图像，K是增益校正参数。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述步骤1中工作温度的范围为-20℃～80℃。进一步，所述步骤1详述如下：所述黑体的温度覆盖探测器可观测场景的温度范围，温度间隔每5℃从低到高，背景图像分别对应B1、B2、B3、……Bn，背景图像的均值分别为且进一步，所述步骤2中快门图像对应的增益校正参数Ks，具体为：当快门校正时确定所在温度范围，获取快门的图像Xs,并计算快门图像的均值比较与背景图像的均值，确定位于区间则快门图像对应的偏置校正参数为快门图像对应的增益校正参数为进一步，所述步骤2具体还包括：对快门图像Xs进行两点校正，获取快门图像Xs两点校正后图像Ys，则Ys＝(Xs-Bi)×Ks；其中，Bi是第i幅背景图像，并根据两点校正后图像Ys获取校正后的偏移量ΔYs，其中，是Ys的均值；代入下列公式，计算快门修正参数ΔO：变换为式中，ΔO为快门修正参数，Ys为两点校正后的图像，Ks为快门图像对应的增益校正参数，是Ks的均值，Xs为快门图像，为快门图像的均值，Bi是第i幅背景图像，是背景图像的均值。进一步，所述步骤3具体包括如下：根据预校正的目标图像所在温度范围，计算目标图像的均值比较与背景图像的均值，确定位于区间则目标图像所对应的偏置校正参数为Bj，增益校正参数为然后，对目标图像进行两点校正，代入如下公式，计算校正后图像Y：其中，X是预校正的图像，Y是校正后的图像，ΔO是快门修正参数，Bj是第j幅背景图像，K是增益校正参数。本专利技术的另一目的在于提供一种红外焦平面的多点校正的系统，包括：采集单元，用于在工作温度范围内，每隔5℃采集不同温度黑体的图像作为背景图像；计算单元，用于启动快门，获取快门图像相关参数，并根据背景图像套入如下公式获取快门修正参数，其中，ΔO是快门修正参数，Bi是第i幅背景图像，是背景图像的均值，快门图像相关参数包括快门图像Xs与快门图像的均值Ks是快门图像对应的增益校正参数，是Ks的均值；校正单元，用于根据快门修正参数ΔO，引入目标图像对应的增益校正参数K与偏置校正参数Bj置校进行两点校正，代入如下公式，计算校正后图像Y，其中，X是预校正的图像，Y是校正后的图像，ΔO是快门修正参数，Bj是第j幅背景图像，K是增益校正参数。进一步，所述计算单元包括：第一计算子单元，用于启动快门后，根据获取的快门图像与背景图像的均值比较，计算出快门图像对应的增益校正参数；第二计算子单元，用于根据快门图像两点校正后，并结合增益校正参数获取校正后的偏移量，从而计算出快门修正参数。进一步，所述校正单元包括：获取子单元，用于根据预校正的目标图像所在温度范围，计算目标图像的均值，从而获取到增益校正参数；校正子单元，用于根据获取到增益校正参数，对目标图像进行两点校正，代入相应的公式，计算出校正后图像Y。本专利技术的有益效果是：通过引入参数修正，使得两点校正变成了多点校正，能够降低响应非线性对校正结果的影响，从而得到更准确的校正结果；本专利技术实现简单、运算量极小、市场前景广；同时，具有很好的场景自适应性，从而保证了校正效果的有效性。附图说明图1是本专利技术提供的一种红外焦平面的多点校正方法的流程图；图2是本专利技术提供的一种红外焦平面的多点校正系统的结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：21、采集单元，22、计算单元，221、第一计算单元，222、第二计算单元，23、校正单元，231，获取子单元，232、校正子单元。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1是本专利技术提供的一种红外焦平面的多点校正方法的流程图，详述如下：步骤1，红外焦平面探测器在工作温度范围内，每隔5℃采集不同温度黑体的图像作为背景图像；在本实例中，红外焦平面上排列着感光元件阵列，从无线远处发射的红外线经过光学系统成像在系统焦平面的这些感光元件上，探测器将接收到光信号转换为电信号并进行放大、采样保持，通过输出缓冲与多路传输系统，最终送达监视系统形成图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外焦平面的多点校正方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，红外焦平面探测器在工作温度范围内，每隔5℃采集不同温度黑体的图像作为背景图像；步骤2，启动快门，获取快门图像相关参数，并根据背景图像套入如下公式获取快门修正参数：ΔO=(Xs-Bi)(X‾s-B‾i)×Ks‾Ks]]>其中，ΔO是快门修正参数，Bi是第i幅背景图像，是背景图像的均值，快门图像相关参数包括快门图像Xs与快门图像的均值Ks是快门图像对应的增益校正参数，是Ks的均值；步骤3，根据快门修正参数ΔO，引入目标图像对应的增益校正参数K与偏置校正参数Bj置校进行两点校正，代入如下公式，计算校正后图像Y，其中，X是预校正的图像，Y是校正后的图像，ΔO是快门修正参数，Bj是第j幅背景图像，K是增益校正参数。

【技术特征摘要】
1.一种红外焦平面的多点校正方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，红外焦平面探测器在工作温度范围内，每隔5℃采集不同温度黑体的图像作为背景图像；步骤2，启动快门，获取快门图像相关参数，并根据背景图像套入如下公式获取快门修正参数：其中，ΔO是快门修正参数，Bi是第i幅背景图像，是背景图像的均值，快门图像相关参数包括快门图像Xs与快门图像的均值Ks是快门图像对应的增益校正参数，是Ks的均值；步骤3，根据快门修正参数ΔO，引入目标图像对应的增益校正参数K与偏置校正参数Bj置校进行两点校正，代入如下公式，计算校正后图像Y，其中，X是预校正的图像，Y是校正后的图像，ΔO是快门修正参数，Bj是第j幅背景图像，K是增益校正参数。2.根据权利要求1所述的一种红外焦平面的多点校正方法，其特征在于，所述步骤1中工作温度的范围为-20℃～80℃。3.根据权利要求1所述的一种红外焦平面的多点校正方法，其特征在于，所述步骤1详述如下：所述黑体的温度覆盖探测器观测场景的温度范围，温度间隔每5℃从低到高，背景图像分别对应B1、B2、B3、……Bn，背景图像的均值分别为且4.根据权利要求1所述的一种红外焦平面的多点校正方法，其特征在于，所述步骤2中快门图像对应的增益校正参数Ks，具体为：当快门校正时确定所在温度范围，获取快门的图像Xs,并计算快门图像的均值比较与背景图像的均值，确定位于区间则快门图像对应的偏置校正参数为快门图像对应的增益校正参数为5.根据权利要求4所述的一种红外焦平面的多点校正方法，其特征在于，所述步骤2具体还包括：对快门图像Xs进行两点校正，获取快门图像Xs两点校正后图像Ys，则Ys＝(Xs-Bi)×Ks；其中，Bi是第i幅背景图像，并根据两点校正后图像Ys获取校正后的偏移量ΔYs，其中，是Ys的均值；代入下列公式，计算快门修正参数ΔO：变换为式中，ΔO为快门修正参数，Ys为两点校正后的图像，Ks为快门图像对应的增益校正参数，是Ks的均值，Xs为快门图像，为快门图像的均值，Bi是第i幅背景图像，是背景图像的均值。6.根据权利要求1所述的一种红外焦平面的多点校正方法，其特征在于，所述步骤3具体包括如下：根据预校正的目标图像所在温度范围，计算目标图像的均值比较与背景图像的均值，确定位于区间则目标图像所对应的偏置校正参数为Bj，增益校正参数为然后，对目标图像进行两点...

【专利技术属性】
技术研发人员：马兆峰，黄星明，李晶，
申请(专利权)人：烟台艾睿光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37