一种红外非均匀性校正实时补偿方法技术

本发明专利技术涉及一种红外非均匀性校正实时补偿方法，该方法包括：1)设置红外非均匀校正的标准辐射源；2)将红外非制冷成像组件通电，每当红外焦平面温度变化ΔT，记录当前温度T对应的原始图像数据D(T)；3)将每个像素点响应灰度值Di,j(T)对T进行非线性拟合，求得每个像素点的非均匀性非线性拟合系数；4)对于某一时刻输入的红外图像数据X(T′)，根据像素点的非均匀性非线性拟合系数，计算非均匀性参数及非均匀性参数均值，最终计算非均匀校正后的输出。本发明专利技术的方法在不需要机械挡片校正的前提下，保证良好的非均匀校正效果，同时，本发明专利技术的算法简单，计算量较小，实时性好，有利于工程的实时应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像处理领域，具体涉及。
技术介绍
由于非制冷红外成像系统具有价格低、成像性能好的优点，非制冷红外成像系统 已经广泛应用于民用市场和军事用途。在民用领域，可用于城市安防、海上油监、森林防火 等。在军事上，主要用于红外侦察、红外制导、单兵手持设备等。非制冷红外成像系统由于其焦平面阵列特性决定，随着时间温度的变化，其非均 匀性变化明显，需要间隔性针对均匀目标的进行非均匀性校正。现有的非匀性校正算法均 需要机械挡片遮档焦平面进行校正，因此校正时会影响观测跟踪效果，机械挡片的使用同 时增加了系统功耗和体积重量。
技术实现思路
本专利技术提供了，以解决现有的非匀性校正算 法均需要机械挡片遮档焦平面进行校正，因此校正时会影响观测跟踪效果，且增加了系统 功耗和体积重量的缺陷。 为解决上述技术问题，本专利技术的红外非均匀性校正实时补偿方法包括如下步骤： 1)设置红外非均匀校正的标准辐射源，并将标准辐射源充满整个视场； 2)将红外非制冷成像组件通电，每当红外非制冷成像组件中的红外焦平面温度变 化ΔΤ，记录当前温度T对应的原始图像数据D(T)，直至红外焦平面温度达到稳定； 3)将原始图像数据D(T)中的每个像素点响应灰度值D^(T)对T进行非线性拟合， 即0^(Τ)= &1,/Γ2+Ι^Τ+(^，求得每个像素点的非均匀性非线性拟合系数a^、b^、c^j 中，i，j为分别表示像素点在图像中的行列坐标； 4)对于某一时刻输入的红外图像数据XU')，根据像素点的非均匀性非线性拟合 系数3^」、匕,」、(^」，计算像素点对应温度1^的非均匀性参数1)\」（1^)= &^」*1^+1^」*1^ + ci; j ( i = 0 , 1 ,……,M-l ； j = 0 , 1 ,……，N- 1 )，并计算非均匀性参数均值红外焦平面的大小为MXN; '， 5)计算红外图像非均匀校正后的输出yi.jW PDWf HOijW )，其 中，XlW)为焦平面温度为f时像素点（i，j)非均匀校正前的输入，为焦平面温度 为f时像素点（i，j)非均匀校正后的输出。 原始图像数据D(T)是采集到的L帧红外图像数据求平均得到的，其中，L2 2。 所述标准辐射源为均匀黑体源。 所述红外非制冷成像组件包括红外焦平面阵列、图像处理电路及光学系统。 本专利技术的技术效果:本专利技术针对非制冷红外成像系统非均匀性随时间漂移严重的 现象，提出了一种基于焦平面温度标定的非均匀性校正实时补偿方法，通过焦平面温度标 定的方式，将探测器非均匀性随时间变化(实际上是焦平面温度的变化)进行曲线拟合，根 据输入图像对应的焦平面温度信息，自动更新非均匀性校正系数，对红外图像进行实时校 正，在不需要机械挡片校正的前提下，保证良好的非均匀校正效果。同时，本专利技术的算法简 单，计算量较小，实时性好，有利于工程的实时应用。【附图说明】 图1为本实施例的方法实现流程图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步详细介绍。 由红外非制冷成像组件、均匀黑体源、数据采集分析系统构建一个红外非制冷成 像标定系统。红外非制冷成像组件包含MXN像元焦平面阵列、图像处理电路、光学系统，能 够实时上报焦平面温度信息以及上传探测器原始数字视频。 将均匀黑体源设置为室温，红外非制冷成像组件以均匀黑体源为探测目标，使得 均匀黑体辐射充满整个视场范围，数据采集分析系统能够实时采集保存焦平面温度信息和 探测器原始数字图像数据信息； 将红外非制冷成像组件通电，直至上报的红外焦平面温度信息达到稳定。在通电 过程中，每当红外焦平面温度变化A T，数据采集分析系统采集当前温度T的原始图像数据， 并多帧图像取平均作为当前温度的原始图像数据D(T)。 采集的原始图像数据中的每个像素点响应灰度值为Du(T)，其中T为原始图像数 据对应的焦平面温度。将Du(T)对T进行非线性拟合，得到原始红外图像灰度值与红外焦平 面温度的关系 Di,j(T) =ai, j*T2+bi, j*T+ci, j (i=0，l，......，M_1; j = 0，1，......，N_1)，求得每 个像素点的非均匀性非线性拟合系数&1 + 13^、(3^，完成非制冷红外组件的非均匀性标定， 其中i，j分别表示像素点在图像中的行列坐标。 实时红外校正处理中，对于某一时刻η的红外输入XU')，对应焦平面温度为f。根 据像素点的非均匀性非线性拟合系数ai + bi + d+即该像素点灰度值与红外焦平面温度 的关系，计算该像素点对应温度f的灰度理论值，可称之为非均匀性参数 (T7 ) =Βυ*Τ7 2+bi,j*T/+ci,j(i = 0,1,......，M-1; j = 0,1,......，N_1)，并计算非均匀性参数 均值 非均匀校正后的输出ydT')可以通过公式)-D' "（Τ' )+〇υ (f hxiW )为像素（i，j)非均匀校正前的输入，yiW )为非均匀校正后的输出。 以上给出了具体的实施方式，但本专利技术不局限于所描述的实施方式。本专利技术的基 本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本专利技术的教导，设计出各种变 形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下对 实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本专利技术的保护范围内。【主权项】1. ，其特征在于，包括如下步骤： 1) 设置红外非均匀校正的标准辐射源，并将标准辐射源充满整个视场； 2) 将红外非制冷成像组件通电，每当红外非制冷成像组件中的红外焦平面温度变化Δ T，记录当前温度T对应的原始图像数据D(T)，直至红外焦平面温度达到稳定； 3) 将原始图像数据D(T)中的每个像素点响应灰度值Du(T)对T进行非线性拟合，即D1;J .._，求得每个像素点的非均匀性非线性拟合系数&1,4^、(：^，其中，1 j为分别表示像素点在图像中的行列坐标； 4) 对于某一时刻输入的红外图像数据X(f )，根据像素点的非均匀性非线性拟合系数 3^、13^、(31 +计算像素点对应温度1'/的非均匀性参数:，并计算非均匀性参数均值红 外焦平面的大小为MXN; 5) 计算红外图像非均匀校正后的输出，其中，XlJ (f)为焦平面温度为f时像素点（i，j)非均匀校正前的输入，为焦平面温度为f时 像素点（i，j)非均匀校正后的输出。2. 根据权利要求1所述红外非均匀性校正实时补偿方法，其特征在于，原始图像数据D (T)是采集到的L帧红外图像数据求平均得到的，其中，。3. 根据权利要求1所述红外非均匀性校正实时补偿方法，其特征在于，所述标准辐射源 为均匀黑体源。4. 根据权利要求1所述红外非均匀性校正实时补偿方法，其特征在于，所述红外非制冷 成像组件包括红外焦平面阵列、图像处理电路及光学系统。【专利摘要】本专利技术涉及，该方法包括：1)设置红外非均匀校正的标准辐射源；2)将红外非制冷成像组件通电，每当红外焦平面温度变化ΔT，记录当前温度T对应的原始图像数据D(T)；3)将每个像素点响应灰度值Di,j(T)对T进行非线性拟合，求得每个像素点的非均匀性非线性拟合系数；4)对于某一时刻输入的红外图像数据X(T′)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外非均匀性校正实时补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：1)设置红外非均匀校正的标准辐射源，并将标准辐射源充满整个视场；2)将红外非制冷成像组件通电，每当红外非制冷成像组件中的红外焦平面温度变化ΔT，记录当前温度T对应的原始图像数据D(T)，直至红外焦平面温度达到稳定；3)将原始图像数据D(T)中的每个像素点响应灰度值Di,j(T)对T进行非线性拟合，即Di,j(T)＝ai,jT2+bi,jT+ci,j，求得每个像素点的非均匀性非线性拟合系数ai,j、bi,j、ci,j，其中，i，j为分别表示像素点在图像中的行列坐标；4)对于某一时刻输入的红外图像数据X(T′)，根据像素点的非均匀性非线性拟合系数ai,j、bi,j、ci,j，计算像素点对应温度T′的非均匀性参数D′i,j(T′)＝ai,j*T′2+bi,j*T′+ci,j(i＝0,1,……,M‑1；j＝0,1,……,N‑1)，并计算非均匀性参数均值红外焦平面的大小为M×N；5)计算红外图像非均匀校正后的输出yi,j(T′)＝xi,j(T′)‑D′i,j(T′)+Oij(T′)，其中，xij(T′)为焦平面温度为T′时像素点(i,j)非均匀校正前的输入，yij(T′)为焦平面温度为T′时像素点(i,j)非均匀校正后的输出。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛义伟，孙小亮，潘晓东，刘琼，朱寅非，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41