红外自适应选择定标点的多点定标校正方法与系统技术方案

本发明专利技术提供一种红外自适应选择定标点的多点定标校正方法与系统，包括：获取黑体数据并根据黑体数据确定实际响应曲线和2个端点定标点；在最小温度点到最大温度点范围内，遍历选取任一温度点，确定左右两侧最邻近的温度点，获取初始响应曲线；根据三点的温度与灰度均值，计算经过三点的抛物线；计算抛物线与实际响应曲线的残差平方和及初始响应曲线与实际响应曲线的残差平方和，获得残差平方和增益；在最小温度点到最大温度点范围内选最大值对应的温度点作为中间定标点；再重复前述步骤，直到确定的端点定标点与中间定标点的总数达到预设的值；基于确定的定标点进行标定校正。本发明专利技术的方法可合理选定定标点，提高多点定标非均匀校正系统精度。定标非均匀校正系统精度。定标非均匀校正系统精度。

【技术实现步骤摘要】
红外自适应选择定标点的多点定标校正方法与系统


[0001]本专利技术涉及红外图像处理
，具体而言涉及一种红外自适应选择定标点的多点定标校正方法与系统，用于红外热成像技术。

技术介绍

[0002]红外热成像技术有效地拓宽了人类的视力范围，在军用、安防、道路检测和工业产品检测等领域，红外热成像系统的使用越来越广泛，但是因为材料和工艺的原因，焦平面探测单元的响应率很难做到一致，造成探测器给出的响应不一致。非均匀性校正的目的正是为了补偿探测器的输出响应不一致的问题，去除低频固定图案噪声。
[0003]目前非均匀校正算法主要分为两大类，其中一类为基于辐射源标定的非均匀校正算法，另一类基于场景的非均匀校正算法。其中基于辐射源标定的校正方法中，常用的是多点定标校正算法。多点定标法校正精度较高，但需要选择合理的定标点才能达到理论的校正效果。
[0004]例如在申请号为201910802663.8的专利中提出一种基于探测器温度的多点校正方法中直接选取固定温度作为温度点，在探测器工作温度范围内采集多幅均匀的背景图像，保存各背景图像的本底信息，并记录对应的探测器温度AD值；根据采集的各背景图像的本底信息以及对应的探测器温度AD值拟合探测器当前温度下的本底；将探测器依次稳定在多个不同的温度点，在各温度点下分别采集高温背景和低温背景，计算探测器不同温度点对应的增益，并保存增益数据，同时保存对应的探测器温度AD值；利用探测器不同温度点对应的增益拟合探测器当前温度对应的增益；利用探测器当前温度下的本底以及探测器当前温度对应的增益，对红外图像进行校正。但在该算法中，步骤S1中采取均匀分段多点的温度选取方式，选取温度为0
°
、20
°
、40
°
、60
°
的温度值作为定标点，由于选用传统的均匀分段多点的温度点选取方式，导致选取点连成的折线没有尽可能逼近响应曲线，无法在全局上保持良好的校正效果。
[0005]现有技术文献：专利文献1：CN110595630B 基于探测器温度的多点校正方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于提供一种红外自适应选择定标点的多点定标校正方法与系统，自适应地在焦平面响应曲线上确定标定所需的温度点，以提高多点定标非均匀校正系统精度。
[0007]根据本专利技术目的的第一方面提出一种红外自适应选择定标点的多点定标校正方法，包括：步骤1、获取红外探测器采集的不同温度点的黑体数据；步骤2、根据黑体数据确定实际响应曲线V
real
；步骤3、以黑体数据中最小温度点T1和最大温度点T
n
作为预设的k个定标点中的2个
端点定标点；步骤4、在最小温度点T1到最大温度点T
n
范围内，遍历选取任意一温度点T
m
，并确定温度点T
m
左右两侧最邻近的温度点T
zuo
、T
you
，获取初始响应曲线V
i,m
，V
i,m
为连接最邻近的温度点T
zuo
、T
you
的直线；i表示定标点的序号，i=2,3,4，
…
，k
‑
1；m=2,3，
…
，n
‑
1；步骤5、根据T
zuo
、T
m
、T
you
三点的温度与灰度均值，计算经过T
zuo
、T
m
、T
you
三点的抛物线V
para
；步骤6、对于每个温度点T
m
，计算抛物线V
para
与实际响应曲线V
real
的残差平方和，以及计算初始响应曲线V
i,m
与实际响应曲线V
real
的残差平方和，并据此获得残差平方和增益；步骤7、在最小温度点T1到最大温度点T
n
范围内，选取残差平方和增益的最大值对应的温度点作为中间定标点，并将该中间定标点对应的初始响应曲线V
i,m
在T1到T
n
上的值修改为V
para
；步骤8、重复前述步骤4
‑
7，直到确定的端点定标点与中间定标点的总数达到预设的k值；步骤9、基于确定的k个定标点，采用多点定标法进行标定校正。
[0008]优选地，所述步骤2中，根据黑体数据确定实际响应曲线V
real
包括：以预处理后各温度点以及对应的温度点的灰度均值为基础，以逐点连接的方式，获得实际响应曲线V
real
。
[0009]优选地，所述步骤5中，根据T
zuo
、T
m
、T
you
三点的温度与灰度均值，计算经过T
zuo
、T
m
、T
you
三个温度点的抛物线V
para
，包括：以下述方式计算经过T
zuo
、T
m
、T
you
三个温度点的抛物线V
para
：V
para
= aT2+ bT+c其中，式中a、b、c为抛物线的系数，由下式计算得到：V
zuo
= aT
zuo2
+ bT
zuo
+cV
m
= aT
m 2
+ bT
m +cV
you
= aT
you2
+ bT
you
+c其中，V
zuo
、V
m
、V
you
分别为T
zuo
、T
m
、T
you
三个温度点为对应的灰度均值。
[0010]根据本专利技术目的的第二方面还提出一种红外自适应选择定标点的多点定标校正系统，包括：一个或多个处理器；存储器，存储可被操作的指令，所述指令在通过所述一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行操作，所述操作包括前述方法的过程。
[0011]根据本专利技术目的的第三方面还提出一种存储软件的计算机可读取介质，所述软件包括能通过一个或多个计算机执行的指令，所述指令在被所述一个或多个计算机执行时执行如前述方法的过程。
[0012]结合以上技术方案，与现有技术相比，本专利技术的红外自适应选择定标点的多点定标校正方法的显著优点在于：1、本专利技术通过基于抛物线与实际响应曲线以及最邻近响应曲线与实际响应曲线间的残差，确定的残差平方和增益来选择定标点，在最大温度点和最小温度点之间每个点均确定一个增益值，增益值越大则越接近真实响应曲线，由此自动自适应地选定定标点，避
免人工选取定标点带来的随机性误差；2、本专利技术提出基于抛物线与响应曲线间的残差选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外自适应选择定标点的多点定标校正方法，其特征在于，包括：步骤1、获取红外探测器采集的不同温度点的黑体数据；步骤2、根据黑体数据确定实际响应曲线V
real
；步骤3、以黑体数据中最小温度点T1和最大温度点T
n
作为预设的k个定标点中的2个端点定标点；步骤4、在最小温度点T1到最大温度点T
n
范围内，遍历选取任意一温度点T
m
，并确定温度点T
m
左右两侧最邻近的温度点T
zuo
、T
you
，获取初始响应曲线V
i,m
，V
i,m
为连接最邻近的温度点T
zuo
、T
you
的直线；i表示定标点的序号，i=2,3,4，
…
，k
‑
1；m=2,3，
…
，n
‑
1；步骤5、根据T
zuo
、T
m
、T
you
三点的温度与灰度均值，计算经过T
zuo
、T
m
、T
you
三点的抛物线V
para
；步骤6、对于每个温度点T
m
，计算抛物线V
para
与实际响应曲线V
real
的残差平方和，以及计算初始响应曲线V
i,m
与实际响应曲线V
real
的残差平方和，并据此获得残差平方和增益；步骤7、在最小温度点T1到最大温度点T
n
范围内，选取残差平方和增益的最大值对应的温度点作为中间定标点，并将该中间定标点对应的初始响应曲线V
i,m
在T1到T
n
上的值修改为V
para
；步骤8、重复前述步骤4
‑
7，直到确定的端点定标点与中间定标点的总数达到预设的k值；步骤9、基于确定的k个定标点，采用多点定标法进行标定校正。2.根据权利要求1所述的红外自适应选择定标点的多点定标校正方法，其特征在于，所述步骤1中，以设定的温度采集间隔为周期，获取不同温度点对应的黑体数据。3.根据权利要求1所述的红外自适应选择定标点的多点定标校正方法，其特征在于，所述步骤1中，在每个温度点采...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝辉，吉莉，黄宇，吴杰，时亚辉，赵云海，蔡璐，姚文婷，
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：