用于弱化杂散辐射的图像处理方法、系统及计算机系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于弱化杂散辐射的图像处理方法，根据红外探测器搭载红外定焦镜头观测均匀黑体的灰度值，以及红外探测器无镜头观测黑体的数据，得到红外定焦镜头杂散辐射的分布参考图像集合；然后预估目标场景与观测点环境温度的差值，选择合适的参考图像，进行系数调整，输出杂散辐射非均匀校正后的红外图像。本发还提供了基于上述用于弱化杂散辐射的图像处理方法的系统、存储软件的计算机可读介质及计算机系统。本发明专利技术无需额外增加结构设计和设备，移植性和适用性较强；相比现有滤波降噪算法，降低运算量和运算过程，同时弱化杂散辐射造成的影响，最大程度保留了目标细节，使细节不被扭曲或丢失，提高了红外成像质量。提高了红外成像质量。提高了红外成像质量。

【技术实现步骤摘要】
用于弱化杂散辐射的图像处理方法、系统及计算机系统


[0001]本专利技术属于红外图像处理领域，特别涉及用于弱化杂散辐射的图像处理方法、系统及计算机系统。

技术介绍

[0002]红外成像系统主要是探测通过红外光学系统进入的热辐射成像。光学系统的设计和工艺会对探测器的成像引入目标之外的杂散辐射，这些杂散辐射会随着温度变化，最终以图像非均匀的方式展现出来，对红外成像有较大的影响，严重时微弱目标信号会被杂散辐射淹没。杂散辐射的分析和抑制是系统设计的重要环节，对提高成像质量具有十分重要的意义。目前相关研究大多从物理角度对杂散辐射进行抑制，如优化光学系统设计，或增加遮光罩、滤光片等物理设施，但由于杂散辐射的成因非常复杂，特别是光学系统设计复杂的情况下，单靠物理抑制非常难取得好的效果。在红外图像处理方面，普通的滤波方法虽然可以滤除大部分噪音，但可能会造成目标细节损失，难以在弱化杂散噪音和保留目标细节之间取得平衡。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术针对现有技术存在的问题，提出了一种在弱化杂散辐射影响的同时，最大程度保留目标细节，提高红外成像质量的用于弱化杂散辐射的图像处理方法。
[0004]技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于弱化杂散辐射的图像处理方法，包括以下步骤：步骤S1：使用同一红外探测器，分别采集无镜头和搭载红外定焦镜头下的不同温度黑体的多组图像数据；得到不同温度黑体的图像数据集合；步骤S2：分别对步骤S1获得的每一个温度下黑体的图像数据集合进行预处理；步骤S3：利用步骤S2获得的预处理后的结果，获得杂散辐射分布参考图像集合；步骤S4：根据步骤S3得到的杂散辐射分布参考图像获得当前目标场景的杂散辐射图像数据；步骤S5：利用步骤S4得到的当前目标场景的杂散辐射图像数据对当前目标场景图像进行杂散辐射非均匀校正，输出最终画面。
[0005]进一步，步骤S1中设置黑体温度的最高值高于黑体所处的室温，黑体温度的最低值低于黑体所处的室温；在黑体温度的最高值和最低值之间按照相同的温度间隔设置黑体的温度。采用多个温度的黑体进行标定和建模，能够在弱化杂散辐射的同时更多的保留图像的细节。
[0006]进一步，所述步骤S2中的预处理包括分别对每一个温度下黑体的图像数据集合中的每一张黑体图像数据进行非均匀校正、去盲元的处理操作，将图像中的坏点去除，并校正列条纹，使均匀温度的黑体的成像平滑，然后将同一个黑体的图像数据集合中的所有图像求平均，得到一个平均黑体图。能够优化后续的计算结果，使后续得到的结果更加的精准。
[0007]进一步，所述杂散辐射分布参考图像集合包括杂散辐射高温分布参考图像HMap和杂散辐射低温分布参考图像LMap；其中，根据公式HMap = Cor(F
Tm
)
ꢀ‑ꢀ
Cor(E
Tm
)获得杂散辐射高温分布参考图像HMap；根据公式LMap = Cor(F
T1
)
ꢀ‑ꢀ
Cor(E
T1
) 获得杂散辐射低温分布参考图像LMap；Cor(F
Tm
)表示搭载红外定焦镜头的红外探测器采集的最高温度的黑体的图像数据集合经过预处理后得到的平均黑体图；Cor(E
Tm
) 表示无镜头的红外探测器采集的最高温度的黑体的图像数据集合经过预处理后得到的平均黑体图；Cor(F
T1
)表示搭载红外定焦镜头的红外探测器采集的最低温度的黑体的图像数据集合经过预处理后得到的平均黑体图；Cor(E
T1
)表示无镜头的红外探测器采集的最低温度的黑体的图像数据集合经过预处理后得到的平均黑体图。
[0008]进一步，所述步骤S4包括以下步骤：步骤S41、通过搭载红外定焦镜头的红外探测器获取当前目标场景的图像，根据当前目标场景的图像获得其均值M
scene
；。
[0009]步骤S42、将当前目标场景的图像均值M
scene
与M
Ti
进行比较，选择出与M
scene
最接近的两个值，且满足M
Ta
<M
scene
<M
Tb
，其中，；；结合直线公式M
Ti
= e*M
DTi + f，将M
Ta
、M
Tb
和对应的M
DTa
、M
DTb
带入直线公式，从而获得参数e和f，将M
scene
的值带入直线公式中进行计算获得M
Dscene
；其中，M
Ta
表示在第a个温度点下Cor（F
Ta
）平均黑体图的均值；M
Tb
表示在第b个温度点下Cor（F
Tb
）平均黑体图的均值；M
DTa
表示在第a个温度点下的杂散辐射分布图像数据均值；M
DTb
表示在第b个温度点下的杂散辐射分布图像数据均值；M
Dscene
表示当前目标场景的图像的杂散辐射分布图像数据均值；步骤S43、判断红外探测器所在的环境温度与目标场景温度的温差；如果红外探测器所在的环境温度高于目标场景温度，则BMap = LMap；系数k=M
Dscene
/M
DT1
；M
DT1
表示黑体在最低温度时杂散辐射分布图像数据均值；如果红外探测器所在的环境温度低于目标场景温度，则BMap = HMap；系数k=M
Dscene
/M
DTm
；M
DTm
表示黑体在最高温度时杂散辐射分布图像数据均值；步骤S44、根据公式Map = k*BMap获得当前目标场景的杂散辐射图像数据Map。
[0010]进一步，所述步骤S5根据公式Y=X
‑
Map实现对红外图像进行杂散辐射校正；其中，X表示经过非均匀校正和去盲元等图像预处理操作后的当前目标场景图像；Map是当前目标场景的杂散辐射图像数据；Y表示校正后的输出的图像。
[0011]进一步，所述步骤S5还包括根据杂散辐射非均匀校正后的图像调整参数k，再根据调整后的参数k更新当前目标场景的杂散辐射图像数据Map，用更新后的当前目标场景的杂散辐射图像数据Map对红外图像进行杂散辐射校正；其中k的调整范围为k。由此，可有效提高红外成像的质量，且方法简单、方便，计算量小。
[0012]本专利技术还提供了一种用于弱化杂散辐射的图像处理系统，包括标定建模模块和图像处理模块；其中，标定建模模块分别对无镜头和搭载红外定焦镜头的红外探测器的采集的不同温度黑体的图像数据进行预处理，根据预处理的结果建立杂散辐射分布参考图像集合；图像处理模块根据目标场景的与红外探测器所处的温差，选择杂散辐射分布参考图像，
根据调整系数得到当前目标场景的杂散辐射图像数据；最后根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于弱化杂散辐射的图像处理方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：使用同一红外探测器，分别采集无镜头和搭载红外定焦镜头下的不同温度黑体的多组图像数据；得到不同温度黑体的图像数据集合；步骤S2：分别对步骤S1获得的每一个温度下黑体的图像数据集合进行预处理；步骤S3：利用步骤S2获得的预处理后的结果，获得杂散辐射分布参考图像集合；步骤S4：根据步骤S3得到的杂散辐射分布参考图像获得当前目标场景的杂散辐射图像数据；步骤S5：利用步骤S4得到的当前目标场景的杂散辐射图像数据对当前目标场景图像进行杂散辐射非均匀校正，输出最终画面。2.根据权利要求1所述用于弱化杂散辐射的图像处理方法，其特征在于：步骤S1中设置黑体温度的最高值高于黑体所处的室温，黑体温度的最低值低于黑体所处的室温；在黑体温度的最高值和最低值之间按照相同的温度间隔设置黑体的温度。3.根据权利要求1所述用于弱化杂散辐射的图像处理方法，其特征在于：所述步骤S2中的预处理包括分别对每一个温度下黑体的图像数据集合中的每一张黑体图像数据进行盲元替换和多点校正的处理操作，然后将同一个黑体的图像数据集合中的所有图像求平均，得到一个平均黑体图。4.根据权利要求1所述用于弱化杂散辐射的图像处理方法，其特征在于：所述杂散辐射分布参考图像集合包括杂散辐射高温分布参考图像HMap和杂散辐射低温分布参考图像LMap；其中，根据下述HMap公式获得杂散辐射高温分布参考图像HMap：HMap = Cor(F
Tm
)
ꢀ‑ꢀ
Cor(E
Tm
)；根据下述LMap公式获得杂散辐射低温分布参考图像LMap：LMap = Cor(F
T1
)
ꢀ‑ꢀ
Cor(E
T1
) ；其中，Cor(F
Tm
)表示搭载红外定焦镜头的红外探测器采集的最高温度的黑体的图像数据集合经过预处理后得到的平均黑体图；Cor(E
Tm
) 表示无镜头的红外探测器采集的最高温度的黑体的图像数据集合经过预处理后得到的平均黑体图；Cor(F
T1
)表示搭载红外定焦镜头的红外探测器采集的最低温度的黑体的图像数据集合经过预处理后得到的平均黑体图；Cor(E
T1
)表示无镜头的红外探测器采集的最低温度的黑体的图像数据集合经过预处理后得到的平均黑体图。5.根据权利要求4所述用于弱化杂散辐射的图像处理方法，其特征在于：所述步骤S4包括以下步骤：步骤S41、通过搭载红外定焦镜头的红外探测器获取当前目标场景的图像，根据当前目标场景的图像获得其均值M
scene
；步骤S42、将当前目标场景的图像均值M
scene
与M
Ti
进行比较，选择出与M
scene
最接近的两个值，且满足M
Ta
<M
scene
<M
Tb
，其中，；；结合直线公式M
Ti
= e*M
DTi + f，将M
Ta
、M
Tb
和对应的M
DTa
、M<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝辉，于世孔，吴杰，顾燕，法静怡，蒋志芳，吴昊，王炜毅，
申请(专利权)人：北方夜视科技南京研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：