一种高分辨率非制冷红外多光谱相机线上实时信息增强方法及其应用技术

本发明专利技术的一种高分辨率非制冷红外多光谱成像载荷在轨实时信息增强方法及其应用，包括以下处理步骤：数据预选择，数据预处理，速高比匹配算法，姿态矫正算法和帧间移位叠加，数据预选择通过探测器端的信号计数器，选出待计算信号，舍去冗余信息，减小计算单元的数据存储压力；数据预处理用于对热红外图像进行非均匀校正、基准矫正和盲元处理等；速高比匹配用于矫正系统推扫过程中速度与成像帧频失配造成的像元级的信息错位；姿态矫正用于矫正系统姿态变化所引起的图像信息失配问题；帧间移位叠加将校正后热红外图像根据帧间位移进行叠加。本发明专利技术可得到探测灵敏度提升的红外多光谱图像。像。像。

【技术实现步骤摘要】
一种高分辨率非制冷红外多光谱相机线上实时信息增强方法及其应用


[0001]本专利技术涉及非制冷红外图像处理领域，具体涉及一种高分辨率非制冷红外多光谱相机线上实时信息增强方法及其应用。

技术介绍

[0002]红外是一种电磁波，又被称为红外光或红外线。根据普朗克辐射定理，凡是绝对温度大于绝对零度(
‑
273℃)的物体都能辐射电磁能，物体的辐射能量强度与本体温度及表面的辐射发射能力有关。基于这一理论，出现了红外探测器，它是借助热光电等物理效应来探测物体红外辐射强度，其中应用最多的是光子探测器，依照工作温度分为制冷型（低温）红外探测器和非制冷（室温）型红外探测器。
[0003]基于制冷型红外探测器的空间红外多光谱成像载荷经过多年的发展，已经形成了成熟的技术体系，在航空航天领域得到很好地应用，在我国的风云气象系列卫星、海洋观测系列卫星、资源卫星、环境卫星以及高分系列卫星中，均装载有基于制冷型红外探测器的高分辨率红外多光谱成像载荷。由于探测器材料特点的限制，探测器往往需要工作在100K以下的低温环境，相关载荷体积大、重量大、研制成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分辨率非制冷红外多光谱成像载荷在轨实时信息增强方法，包括以下处理步骤：S1，数据预选择，通过对面阵探测器端的信号列计数器，对列同步信号的计数，选出待计算列信号，舍去冗余信息，减小计算单元的数据存储压力；S2，数据预处理，对红外图像实施非均匀校正、基准矫正；S3，速高比匹配算法，根据成像载荷实时反馈的速度信息，动态调整差值参数，从而在不改变成像载荷帧频的前提下，实现推扫速度与帧频之间的匹配，以矫正系统推扫过程中因推扫速度与成像帧频不匹配造成的信息错位问题；S4，姿态矫正算法，对图像上的每个像素点进行旋转，将旧图像像素点的测量值搬移到新图像像素点形成新图像，新图像是一个旋转后的图形，需要给新图像定界，定界后求出新图像定界后每个像素点对应的原图像像素点坐标，并按照双线性插值的方法取得像素值，对应到新图像点中，求出每个新图像点的像素值，以矫正卫星平台姿态变化所引起的图像信息失配；S5，帧间移位叠加，面阵探测器使用时，产生大量的多列重复采集的冗余信息，利用这种多列重复采集的冗余信息，计算帧与帧之间地物场景的相对位移关系，将不同帧图像中对应相同地物的像元进行叠加求均值，通过帧间图像信息匹配累加的方式，降低探测过程中的白噪声，改善图像灵敏度。2.如权利要求书1所述的高分辨率非制冷红外多光谱成像载荷在轨实时信息增强方法，其特征在于：所述数据预处理包含非均匀矫正和基准矫正，且两部分矫正顺序可以互换，所述非均匀矫正本质上是一种相对辐射定标方法，过程中使用红外均匀辐射源作为标准光源，采用一点映射、两点线性拟合或者多点拟合的方式，矫正探测器中的像元对同一辐射量的响应差异；基准矫正用于矫正探测器在探测过程中产生的低频噪声，在探测过程中，通过选取当前帧为基准帧，在非制冷红外焦平面组件中选取载荷多通道分光组件中暗信号遮挡片对应的探测元的响应信号，在该帧后的每一帧都减去与基准帧的变化量，通过监测探测器平面中部分不随场景变化的像素点均值变化，对全幅信号进行补偿。3.如权利要求书1所述的高分辨率非制冷红外多光谱成像载荷在轨实时信息增强方法，其特征在于：所述数据预处理中的非均匀矫正可采用一点矫正、两点矫正或多点拟合矫正算法。4.如权利要求3所述的高分辨率非制冷红外多光谱成像载荷在轨实时信息增强方法，其特征在于：所述红外均匀辐射源选取黑体辐射源。5.如权利要求3所述的高分辨率非制冷红外多光谱成像载荷在轨实时信息增强方法，其特征在于：所述速高比匹配算法中，实现帧间图像信息匹配的匹配公式为：其中，为实际飞行地面速度（地速），为通过成像系统参...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐国良，李春来，王建宇，
申请(专利权)人：国科大杭州高等研究院，
类型：发明
国别省市：