一种无快门的非均匀校正的方法技术

本发明专利技术提供了一种无快门的非均匀校正的方法，在探测器工作范围内，分别采集四个不同温度黑体的本底，连续十张本底求均值，去除时域噪声，保存本底。根据机芯的温度分别拟合四个不同温度黑体的本底，同时计算其均值，根据均值和像素值构建多段函数，原始图像经过导向滤波计算其均值，根据这个均值计算新本底，同时根据这个均值，判断计算增益所需的高温本底和低温本底。实时计算本底和增益，考虑了探测器温度和环境温度对红外图像非均匀校正的影响。本发明专利技术无需快门，不仅不会中断探测器工作过程，还能节约成本，同时能解决温漂问题，能够自适应的校正红外图像。自适应的校正红外图像。自适应的校正红外图像。

【技术实现步骤摘要】
一种无快门的非均匀校正的方法


[0001]本专利技术涉及的是红外校正领域，特别涉及一种无快门的非均匀校正的方法。

技术介绍

[0002]受制造材料和制造工艺等原因的影响，红外探测器各个探测单元的响应率不一致，导致红外焦平面阵列存在普遍的非均匀性,严重影响红外探测器成像的质量。目前，普遍采用两点校正对红外图像进行非均匀校正。红外探测器受环境温度影响极大，需要不停的周期性的更新校正系数，即不停的打快门，这会暂停探测器的工作过程，严重制约了红外探测器的应用范围。同时周期性的打快门，不仅会增加产品的成本，还会增加产品结构设计的过程。
[0003]此外，现有的红外探测器，每次需要提前计算好增益K并导入机芯中，但在实际的应用中，环境温度会发生变化，影响探测器的温度，从而影响成像，提前计算好的增益K，当下使用的时候可能就不是那么好用或者不起作用，即使是当下做的增益K，随着时间推移，温度的变化，起不到校正的效果或者校正效果不好。基于此，迫切需要找到一种无需快门并且自适应的非均匀校正的方法。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种无快门的非均匀校正的方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
[0006]一种无快门的非均匀校正的方法，包括：
[0007]S100.将红外机芯放入高低温箱，分别将T1、T2、T3和T4度的黑体放在高低温箱外面，机芯温度稳定后，上电连续采集本底，将连续十张本底求均值，去除时域噪声，连续保存本底，同时以机芯的FPA值来命名保存的本底；
[0008]S200.根据机芯的温度，通过最小二乘法分别来拟合T1、T2、T3和T4度黑体的本底；
[0009]S300.分别计算拟合的T1、T2、T3和T4度黑体本底的均值；
[0010]S400.分别将拟合的T1、T2、T3和T4度黑体的本底的均值和拟合的T1、T2、T3和T4度黑体的本底的像素值，构成一个函数坐标系，通过二次样条的方法，得到对应的函数关系式；
[0011]S500.原始图像经过导向滤波求均值带入S400中得到函数关系式中，即得到新的本底；
[0012]S600.原始图像经过导向滤波求均值，根据这个均值判断计算增益K所需要的实时的高温本底和低温本底；
[0013]S700.将原始图像减去计算得到的本底，再乘以增益K，完成红外图像的非均匀校正。
[0014]进一步地，S200中，根据机芯的温度，通过最小二乘法分别来拟合T1、T2、T3和T4度
黑体的本底的方法为：获取机芯FPA值FPA1(n)与采集的T1温度黑体样本的第一个像素点B
(1,1)
(T1(n))，采用一元三次函数对FPA1(n)和B
(1,1)
(T1(n))进行拟合，并通过采集的T1温度黑体的第n个样本实际的第一个像素值与拟合的像素值之差的平方和的最小值，确定一元三次函数对应系数，得到符合T1度黑体的最佳拟合曲线，采取同样方法，分别获取T2、T3和T4度黑体的最佳拟合曲线。
[0015]进一步地，S300中，计算拟合的T1、T2、T3和T4度黑体本底的均值的公式为：
[0016][0017]其中，Tn取值为T1、T2、T3和T4，meanTn表示T1、T2、T3和T4度黑体本底的均值，B
(i,j)
(Tn)表示T1、T2、T3和T4度黑体第(i，j)个像素点，m代表图像的长，n代表图像的宽。
[0018]进一步地，S400中，拟合的黑体的均值与拟合的黑体的第一个像素点之间对应关系的分段函数表达式为：
[0019][0020]其中，mean代表原始图像经过导向滤波后的均值，将拟合的均值meanT1、meanT2、meanT3、meanT4与对应的拟合本底对的第一个像素值B
(1,1)
(T1)、B
(1,1)
(T2)，、B
(1,1)
(T3)，、B
(1,1)
(T4)，代入上述函数，得到函数的系数a1、b1、c1、a2、b2、c2、a3、b3、c3；将求得的函数的系数代入B
(1,1)
(T)的表达式中，得到均值和第一个像素的函数，利用上述方法依次计算其他各个点的像素值和均值的函数。
[0021]进一步地，S500中，原始图像经过导向滤波，求均值mean，将mean带入S500中得到的函数中，得到新的本底B(i,j)。
[0022]进一步地，S600中，将导向滤波后的均值mean与T2和T3度黑体均值meanT2、meanT3进行比较，当mean小于meanT2时，增益K取值为K1(i,j)；当mean大于meanT2小于T3时，增益K取值为K2(i,j)；当mean大于meanT2小于T3时，增益K取值为K3(i,j)。
[0023]进一步地，计算增益K1(i,j)、增益K2(i,j)、增益K3(i,j)的公式为：
[0024][0025][0026][0027]其中，meanT1代表拟合的T1温度黑体的均值，meanT2代表拟合的T2温度黑体的均值，meanT3代表拟合的T3温度黑体的均值，meanT4代表拟合的T4温度黑体的均值，B
(i,j)
(T1)代表拟合的T1温度黑体的像素值，B
(i,j)
(T2)代表拟合的T2温度黑体的像素值，B
(i,j)
(T3)代表拟合的T3温度黑体的像素值，B
(i,j)
(T4)代表拟合的T4温度黑体的像素值，i和j代表拟合本底像素的坐标点。
[0028]进一步地，S700中，根据上面所求的拟合本底B(i,j)和K(i,j)，对红外图像进行非均匀校正，具体过程为：
[0029]NUC(i,j)＝(SRC(i,j)
‑
B(i,j))*K(i,j)
[0030]其中NUC(i,j)代表校正过的红外图像，SRC(i,j)代表输入的输入的原始图像，B(i,j)代表新计算的本底，K(i,j)代表新计算的增益。
[0031]本专利技术实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
[0032]本专利技术提供的一种无快门的非均匀校正的方法，在探测器工作范围内，分别采集四个不同温度黑体的本底，连续十张本底求均值，去除时域噪声，保存本底。根据机芯的温度分别拟合四个不同温度黑体的本底，同时计算其均值，根据均值和像素值构建多段函数，原始图像经过导向滤波计算其均值，根据这个均值计算新本底，同时根据这个均值，判断计算增益K所需的高温本底和低温本底。实时计算本底和增益K，考虑了探测器温度和环境温度对红外图像非均匀校正的影响。本专利技术无需周期性的打快门，不仅不会中断探测器工作过程，还能节约成本，能够自适应的校正红外图像。根据原始图像导向滤波后的均值，实时计算增益K，所需的高温本底和低温本底，考虑了环境本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无快门的非均匀校正的方法，其特征在于，包括：S100.将红外机芯放入高低温箱，分别将T1、T2、T3和T4度的黑体放在高低温箱外面，机芯温度稳定后，上电连续采集本底，将连续十张本底求均值，去除时域噪声，连续保存本底，同时以机芯的FPA值来命名保存的本底；S200.根据机芯的温度，通过最小二乘法分别来拟合T1、T2、T3和T4度黑体的本底；S300.分别计算拟合的T1、T2、T3和T4度黑体本底的均值；S400.分别将拟合的T1、T2、T3和T4度黑体的本底的均值和拟合的T1、T2、T3和T4度黑体的本底的像素值，构成一个函数坐标系，通过二次样条的方法，得到对应的函数关系式；S500.原始图像经过导向滤波求均值带入S400中得到函数关系式中，即得到新的本底；S600.原始图像经过导向滤波求均值，根据这个均值判断计算增益K所需要的实时的高温本底和低温本底；S700.将原始图像减去计算得到的本底，再乘以增益K，完成红外图像的非均匀校正。2.如权利要求1的一种无快门的非均匀校正的方法，其特征在于，S200中，根据机芯的温度，通过最小二乘法分别来拟合T1、T2、T3和T4度黑体的本底的方法为：获取机芯FPA值FPA1(n)与采集的T1温度黑体样本的第一个像素点B
(1,1)
(T1(n))，采用一元三次函数对FPA1(n)和B
(1,1)
(T1(n))进行拟合，并通过采集的T1温度黑体的第n个样本实际的第一个像素值与拟合的像素值之差的平方和的最小值，确定一元三次函数对应系数，得到符合T1度黑体的最佳拟合曲线，采取同样方法，分别获取T2、T3和T4度黑体的最佳拟合曲线。3.如权利要求1的一种无快门的非均匀校正的方法，其特征在于，S300中，计算拟合的T1、T2、T3和T4度黑体本底的均值的公式为：其中，Tn取值为T1、T2、T3和T4，meanTn表示T1、T2、T3和T4度黑体本底的均值，B
(i,j)
(Tn)表示T1、T2、T3和T4度黑体第(i，j)个像素点，m代表图像的长，n代表图像的宽。4.如权利要求1的一种无快门的非均匀校正的方法，其特征在于，S400中，拟合的黑体的均值与拟合的黑体的第一个像素点之间对应关系的分段函数表达式为：其中，mean代表原始图像经过导向滤波后的均值，将拟合的均值meanT1、meanT2、meanT3、meanT4与对应的拟合本底对的第一个像素值B
(1,1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭玲，公志强，汪利庆，刘仁军，
申请(专利权)人：武汉华中数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：