一种积分时间动态调整的高精度非均匀性校正方法技术

本发明专利技术属于红外成像技技术领域，具体涉及一种积分时间动态调整的高精度非均匀性校正方法。本发明专利技术的方法包括以下步骤：确定固定温度下探测器响应值与积分时间长度线性关系；进行非均匀性校正；计算非均匀性校正参数；根据辐射温度自适应调节积分时间长度，确定积分时间长度所处的区间，实时生成当前积分时间下的非均匀性校正参数，完成非均匀性校正过程。本发明专利技术的方法实现了红外探测器工作过程中积分时间连续可调，解决了场景温度变化范围大时红外探测器积分时间长度与非均匀性校正参数之间的不适应问题，降低了积分时间切换对探测器性能和识别跟踪的影响，工作过程中可以充分发挥探测器的探测性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于红外成像技
，具体涉及。
技术介绍
红外焦平面阵列成像系统代表着新一代红外成像系统的发展方向，较其它热成像系统具有结构简单、可靠性高、探测灵敏度和工作帧频高等多方面的优点，有着广泛的应用前景。但是IRFPA各探测单元响应特性之间普遍存在着非一致性，即响应的非均匀性。这一固有问题会使得所成像的图像上呈现出不同程度的固定图案噪声干扰，湮没真实的成像信息，是严重制约IRFPA成像系统性能的一个重要因素。因此必须对红外焦平面阵列探测器进行非均匀性校正。目前红外焦平面阵列非均匀性校正算法分为两类:基于参考源的非均匀性校正方法和基于场景的非均匀性校正方法。基于参考源的非均匀性校正算法有:单点校正方法、两点校正方法、多点校正方法等；基于场景校正方法主要有神经网络法、时域高通滤波法、恒定统计法、代数校正算法等。带有红外成像系统的飞行器在大气中高速飞行时，其头罩与气流发生剧烈的相互作用，随着飞行时间增加，造成头罩温度升高，探测器若采用固定积分时间，积分时间太短探测性能无法达到要求，太长会造成图像探测器饱和。由于在高速条件下存在探测性能和探测器饱和之间的矛盾，因此工作过程中需要实时调整探测器积分时间长度。目前的非均匀性校正方法都是根据固定积分时间进行的。采用固定积分时间得到的校正参数当积分时间变化后，校正参数不在适应，积分时间与校正参数不匹配的现象如图1所示。针对探测器的非均匀性通常采用基于参考源的多段两点校正方法，该方法通过测试探测器响应值选择相应温度段的校正系数，校正过程计算量很小，可以达到较快的校正速度。但校正参数在固定积分时间下生成，当场景温度动态范围较大且快速变化时，积分时间长度的变化范围大，采用多段两点校正方法需要选择几个覆盖积分时间长度变化范围的典型值，在各积分时间下生成多段两点参数，若积分时间长度间隔过大会降低探测器的探测性能，间隔过短会产生大量的校正参数成像器中无充足空间存储，且这种方法在切换积分时间时图像均值差异过大造成图像闪烁，影响后续的识别跟踪。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题为:现有非均匀性校正方法中，场景温度变化范围大时，红外探测器积分时间固定，易造成图像饱和或响应值过低，探测器工作过程中需要改变积分时间长度，采用固定积分时间生成的校正参数在积分时间长度发生变化时，校正参数不适应。本专利技术的技术方案如下所述:，包括以下步骤:步骤I采集不同温度下各积分时间长度的探测器响应值数据，绘制探测器在不同积分时间长度的温度-响应值曲线，得到固定温度下探测器响应值与积分时间长度线性关系:Yi=GIJO (I)式中，Ii为积分时间长度；Yi为该固定温度下探测器响应值；G、O 为常数；步骤2η个积分时间长度Ip 12，…In，构成[I11I2L [12，I3L…[Ilri, In]共(η_1)个子区间；温度范围分为[T1, T2]、[T2, T3],…[Tm，Tm]共(m-ι)个温度段；则第α个积分时间长度子区间、第β个温度段对应的非均匀性校正参数为Kae、Bae:采用下式进行非均匀性校正:G' (i, j)=Ka0(i, j)G(i, j)+Ba0(i, j) (3)式中，G(i, j)为某一温度下校正前图像G位于(i，j)坐标的灰度值；G' (i, j)为该温度下校正后图像G位于(i，j)坐标的灰度值；步骤3采用下式得到任意积分时间长度s下第P段的非均匀性校正参数:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种积分时间动态调整的高精度非均匀性校正方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1采集不同温度下各积分时间长度的探测器响应值数据，绘制探测器在不同积分时间长度的温度?响应值曲线，得到固定温度下探测器响应值与积分时间长度线性关系：Yi=GIi+O????（1）式中，Ii为积分时间长度；Yi为该固定温度下探测器响应值；G、O为常数；步骤2n个积分时间长度I1、I2，…In,构成[I1,I2]，[I2,I3]，…[In?1,In]共（n?1）个子区间；温度范围分为[T1，T2]、[T2，T3],…[Tm?1，Tm]共（m?1）个温度段；则第α个积分时间长度子区间、第β个温度段对应的非均匀性校正参数为Kαβ、Bαβ：采用下式进行非均匀性校正：G′(i,j)=Kαβ(i,j)G(i,j)+Bαβ(i,j)????（3）式中，G(i,j)为某一温度下校正前图像G位于(i,j)坐标的灰度值；G′(i,j)为该温度下校正后图像G位于(i,j)坐标的灰度值；步骤3采用下式得到任意积分时间长度s下第p段的非均匀性校正参数：GKsp=(Ks,p-Ks-1,pIs-Is-1)·IΔ---(4)OKsp=Ks?1,p?GKspIs?1????(5)GBsp=(Bs,p-Bs-1,pIs-Is-1)·IΔ---(6)OBsp=Bs?1,p?GBspIs?1????(7)KIΔp=GKspIΔ+OKsp---(8)BIΔp=GBspIΔ+OBsp---(9)式中，为重新生成与当前积分时间相对应的增益校正参数；为重新生成与当前积分时间相对应的偏置校正参数；GKsp为相邻两积分时间K参数变化的斜率；OKsp为相邻两积分时间K参数变化的偏置；GBsp为相邻两积分时间B参数变化的斜率；OBsp为相邻两积分时间B参数变化的偏置；Ks,p、Bs,p为积分时间为Is的第p段校正参数；Ks,p、Bs,p为第s个积分时间长度子区间、第p段温度段非均匀性校正参数；IΔ为调整后的积分时间长度，处于[Is?1,Is]积分时间长度子区间内；步骤4在探测器实际工作过程中，根据辐射温度自适应调节积分时间长度，确定积分时间长度所处的区间，实时生成当前积分时间下的非均匀性校正参数，完成非均匀性校正过程。FDA00003353484800025.jpg,FDA00003353484800026.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种积分时间动态调整的高精度非均匀性校正方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤I 采集不同温度下各积分时间长度的探测器响应值数据，绘制探测器在不同积分时间长度的温度-响应值曲线，得到固定温度下探测器响应值与积分时间长度线性关系: Yi=GIfO (I) 式中， Ii为积分时间长度； Yi为该固定温度下探测器响应值； G、O为常数； 步骤2 η个积分时间长度I1U2, -1n,构成[IuIJJIuL]，…[Ilri, In]共(n-1)个子区间；温度范围分为[T1, T2]、[T2, T3],…[Tm+ TJ...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛贵超，张志恒，
申请(专利权)人：中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所，
类型：发明
国别省市：