傅里叶域内逆向感知的单帧红外非均匀性检测方法技术

本发明专利技术公开了一种傅里叶域内逆向感知的单帧红外非均匀性检测方法，将原始单帧红外图像分解为若干个加权非重叠图像子块，并对其进行傅里叶‑对数变换，获得每个加权非重叠图像子块相应对数域下的傅里叶能谱；从所述若干个加权非重叠图像子块的傅里叶能谱中计算最小傅里叶能谱；根据所述最小傅里叶能谱确定基于逆向感知理论下可能出现非均匀性特征的虚警数，再根据虚警数和选取的经验阈值构造可表示非均匀性傅里叶能谱分布的二值映射；根据所述二值映射对原始单帧红外图像的傅里叶能谱进行滤波，并通过傅里叶逆变换获得红外图像的非均匀性检测结果。本发明专利技术基于图像傅里叶域的频谱分布特性，利用人类视觉系统逆向感知理论实现红外图像的非均匀性检测，以达到对单帧红外图像像质提升效果。

Single frame infrared nonuniformity detection method in Fourier domain with reverse perception

The present invention discloses a single frame infrared non-uniformity detection method based on inverse sensing in Fourier domain. The original single frame infrared image is decomposed into several weighted non-overlapping image sub-blocks and Fourier_logarithmic transformation is performed on them to obtain the Fourier energy spectrum of each weighted non-overlapping image sub-block in the corresponding logarithmic domain. The minimum Fourier energy spectrum is calculated in the Fourier energy spectrum of several weighted non-overlapping image sub-blocks; the false alarm number based on the theory of reverse perception is determined according to the minimum Fourier energy spectrum, and the binary value representing the non-uniform Fourier energy spectrum distribution is constructed according to the false alarm number and the selected empirical threshold. According to the binary mapping, the Fourier energy spectrum of the original single infrared image is filtered, and the nonuniformity detection result of the infrared image is obtained by inverse Fourier transform. Based on the spectrum distribution characteristics of the image in Fourier domain, the method realizes the non-uniformity detection of the infrared image by using the reverse perception theory of the human visual system, so as to improve the image quality of the single infrared image.

【技术实现步骤摘要】
傅里叶域内逆向感知的单帧红外非均匀性检测方法
本专利技术属于红外图像处理领域，具体涉及一种傅里叶域内逆向感知的单帧红外非均匀性检测方法。
技术介绍
新一代凝视型红外成像系统的成功研发与应用主要得益于其内部核心器件——红外焦平面阵列的使用；但是，由于制造工艺、器件材料、工作环境等因素的限制，红外焦平面阵列的各探测单元在相同辐照度下存在光电响应不一致、非均匀的问题，这使得成像系统产生的红外图像中含有明显的固定图案噪声，严重影响了系统的成像质量；因此，对探测器像元或原始红外图像进行非均匀性校正是整个红外成像链路中必须开展的一项重要工作。目前，红外非均匀性校正方法可分为辐射定标法和场景自适应法两类。辐射定标的方法主要依靠黑体辐射源等辅助仪器来对探测器像元的输出进行标定，该方法模型简单，易实现，具有较高的校正准确度，是实际红外工程中主要使用的方法；基于场景的校正方法则是利用成像系统获得的红外图像序列来估计真实场景的像素值或探测器像元的非均匀性，因其具备实时校正等优势而成为目前该领域的主要研究方向。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种傅里叶域内逆向感知的单帧红外非均匀性检测方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种傅里叶域内逆向感知的单帧红外非均匀性检测方法，其特征在于，该方法为：将原始单帧红外图像分解为若干个加权非重叠图像子块，并对其进行傅里叶‑对数变换，获得每个加权非重叠图像子块相应对数域下的傅里叶能谱；从所述若干个加权非重叠图像子块的傅里叶能谱中计算最小傅里叶能谱；根据所述最小傅里叶能谱确定基于逆向感知理论下可能出现非均匀性特征的虚警数，再根据虚警数和选取的经验阈值构造可表示非均匀性傅里叶能谱分布的二值映射；根据所述二值映射对原始单帧红外图像的傅里叶能谱进行滤波，并通过傅里叶逆变换获得红外图像的非均匀性检测结果。

【技术特征摘要】
1.一种傅里叶域内逆向感知的单帧红外非均匀性检测方法，其特征在于，该方法为：将原始单帧红外图像分解为若干个加权非重叠图像子块，并对其进行傅里叶-对数变换，获得每个加权非重叠图像子块相应对数域下的傅里叶能谱；从所述若干个加权非重叠图像子块的傅里叶能谱中计算最小傅里叶能谱；根据所述最小傅里叶能谱确定基于逆向感知理论下可能出现非均匀性特征的虚警数，再根据虚警数和选取的经验阈值构造可表示非均匀性傅里叶能谱分布的二值映射；根据所述二值映射对原始单帧红外图像的傅里叶能谱进行滤波，并通过傅里叶逆变换获得红外图像的非均匀性检测结果。2.根据权利要求1所述的傅里叶域内逆向感知的单帧红外非均匀性检测方法，其特征在于，所述将原始单帧红外图像分解为若干个加权非重叠图像子块，并对其进行傅里叶-对数变换，获得每个加权非重叠图像子块相应对数域下的傅里叶能谱，具体通过以下步骤实现：步骤101：对输入的原始图像Im×n(m,n＞128)按尺寸l×l(l＝128)大小进行分子块，将其分解为N个非重叠的图像子块，式中，为向上取整运算，Bi为分解所得的第i个非重叠图像子块；步骤102：生成一个大小为l×l的汉宁窗矩阵H，根据所述汉宁窗矩阵H对每个图像子块Bi进行加权，H＝h·hT(3)式中，h为利用汉宁函数生成的l×1维列向量，hT是h的转置向量，表示镜像操作，H为由列向量h生成的l×l汉宁窗矩阵，为加权后的图像子块，(p,q)为空域像素点坐标；步骤103：对加权后的图像子块进行傅里叶-对数变换，获得相应对数域下的傅里叶能谱，式中，Fi为对数域下图像子块的傅里叶能谱，log(·)和FFT(·)分别表示对数变换和快速傅里叶变换，|·|表示取绝对值。3.根据权利要求1或2所述的傅里叶域内逆向感知的单帧红外非均匀性检测方法，其特征在于，从所述若干个加权非重叠图像子块的傅里叶能谱中计算最小傅里叶能谱，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆杰，秦翰林，吴金莎，王婉婷，梁瑛，延翔，周慧鑫，杨硕闻，王春妹，程文雄，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61