扫描型红外成像系统的场景非均匀校正方法

摘要

一种扫描型红外成像系统的场景非均匀校正方法，包括步骤：从红外探测器获取红外视频流，并设置L＝1，判断红外视频流第L帧图像是否是红外视频流的第一帧，若第L帧图像是红外视频流的第一帧，则设置n＝0，读取线列探测器每个像元的增益系数Gn(i)和偏移系数On(i)，根据增益系数Gn(i)和偏移系数On(i)对第L帧图像中每个像素进行非均匀校正，以得到非均匀校正结果，对第L帧图像中每个像素的非均匀校正结果执行邻域中值处理，以得到非均匀校正期望结果，根据第L帧图像中每个像素的非均匀校正结果和非均匀校正期望结果，使用最小二乘法法对增益系数Gn(i)和偏移系数On(i)进行处理，以得到Gn+1(i)和On+1(i)。本发明方法的鬼影现象不明显，图像质量更好，具有很好的应用前景。

主权项

一种扫描型红外成像系统的场景非均匀校正方法，其特征在于，包括以下步骤：从红外探测器获取红外视频流，并设置L=1；判断所述红外视频流第L帧图像是否是所述红外视频流的第一帧；若所述第L帧图像不是所述视频流的第一帧图像，则进入读取所述第L帧图像中每个像素的增益系数Gn(i)和偏移系数On(i)的步骤；若所述第L帧图像是所述红外视频流的第一帧，则设置n=0；读取所述第L帧图像中每个像素的增益系数Gn(i)和偏移系数On(i)，i为列坐标表示待调整的探测像元；根据所述增益系数Gn(i)和所述偏移系数On(i)对所述第L帧图像中每个像素进行非均匀校正，以得到非均匀校正结果，其中n为整数，是采用以下公式：yn(i,j)＝Gn(i)x(i,j)+On(i)，其中i为列坐标表示待调整的探测像元，j为所述像素的行坐标，x(i,j)为当所述红外视频流处理到当前帧时在所述像素的位置(i,j)处的红外探测器输出的原始灰度值，yn(i,j)为所述非均匀校正结果；对所述第L帧图像中每个像素的非均匀校正结果执行邻域中值处理，以得到非均匀校正期望结果，是采用以下公式：fn(i,j)＝median{yn(i+p,j+q)}，其中p∈{‑1,0,1},q∈{‑1,0,1}，median表示对集合{yn(i+p,j+q)}中的所有数取中间大小的数作为非均匀校正期望结果，fn(i,j)为所述非均匀校正期望结果；根据所述第L帧图像中每个像素的非均匀校正结果和非均匀校 正期望结果，使用最小二乘法法对所述增益系数Gn(i)和所述偏移系数On(i)进行处理，以得到Gn+1(i)和On+1(i)，包括：生成最小二乘矛盾方程：an(i)Yn(i)+bn(i)＝Fn(i)，其中，an(i)为增益调整系数，bn(i)为偏移调整系数，i为列坐标表示待调整的探测像元，Yn(i)＝[yn(i,1)  yn(i,2)  ...  yn(i,k‑1)  yn(i,k)]T，Fn(i)＝[fn(i,1)  fn(i,2)  ...  fn(i,k‑1)  fn(i,k)]T，最小二乘矛盾方程的矩阵形式为： y n ( i , 1 ) y n ( i , 2 ) · · · y n ( i , k - 1 ) y n ( i , k ) 1 1 · · · 1 1 T a n ( i ) b n ( i ) = F n ( i ) ; 解最小二乘矛盾方程，得到增益调整系数和偏移调整系数： a n ( i ) b n ( i ) = ( A n T ( i ) A n ( i ) ) - 1 A n T ( i ) F n ( i ) , 其中 A n ( i ) = y n ( i , 1 ) y n ( i , 2 ) · · · y n ( i , k - 1 ) y n ( i , k ) 1 1 · · · 1 1 T ; 计算当前帧中每一探测像元的期望输出与实际输出之间的差别μn(i)，计算公式为： μ n ( i ) = Σ j f n ( i , j ) - Σ j y n ( i , j ) Σ j y n ( i , j ) ; 调整非均匀校正参数，当探测像元的期望输出与实际输出之间的差别μn(i)大于一定门限值u时，则通过当前帧得到的增益调整系数和偏移调整系数调整两点非均匀校正系数，得到下一帧用于红外图像非均匀校正的调整公式如下，其中u为常数： G n + 1 ( i ) = G n ( i ) , μ n ( i ) ≤ u G n ( i ) × a n ( i ) , μ n ( i ) > u , O n + 1 ( i ) = O n ( i ) , μ n ( i ) ≤ u O n ( i ) × a n ( i ) + b n ( i ) , μ n ( i ) > u ; 设置n=n+1；输出非均匀校正结果；设置L=L+1，并重复所述判断第L帧图像是否为所述视频流的第 一帧图像的步骤。