扫描型红外成像系统的非均匀校正方法

摘要

本发明公开了一种扫描型红外成像系统的非均匀校正方法，包括以下步骤：从红外探测器获取红外视频流，并设置L＝1；对红外视频流的第L帧图像进行垂直于扫描方向上的图像分割，以形成k个区域，并保证每个区域中沿扫描方向上的像素数大于或等于3；设置m＝1；判断第L帧图像的第m个区域是否为第一帧图像的第1个区域；若第L帧图像的第m个区域是第一帧图像的第1个区域，则设置n＝0，并读取线列探测器每个像元的增益系数初值G0(i)和偏移系数初值O0(i)，i表示不同的像元；根据增益系数Gn(i)和偏移系数On(i)对第m个区域中每个像素进行非均匀校正，以得到非均匀校正结果；对第m个区域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。

主权项

1.一种扫描型红外成像系统的非均匀校正方法，其特征在于，包括以下步骤：分别获取高温T_H和低温T_L下的均匀辐射场景图像的像素灰度值x_i`j`(T_H)和x_i`j`(T_L)，其中i`为所述均匀辐射场景图像的像素的列坐标，j`为所述像素的行坐标；沿扫描方向逐行计算所述均匀辐射场景图像的灰度均值，以分别得线列扫描型探测器中第i个像元在高温T_H下的平均灰度响应X_i(T_H)和低温T_L下的平均灰度响应X_i(T_L)，计算公式如下：$X_i\left(T_L\right)=\frac{\underset{j^{`}}{\Sigma }{x}_{i^{\prime }{j}^{,}}\left(T_L\right)}{j^{`}}$$X_i\left(T_H\right)=\frac{\underset{j^{`}}{\Sigma }{x}_{i^{`}{j}^{`}}\left(T_H\right)}{j^{`}},$其中i`=i；对所述高温T_H下的平均灰度值X_i(T_H)和所述低温T_L下的平均灰度值X_i(T_L)进行响应规格化处理，以得到增益系数初值G₀(i)和偏移系数初值O₀(i)，具体公式为：$G_0\left(i\right)=\frac{V_{T_H}-V_{T_L}}{X_i\left(T_H\right)-X_i\left(T_L\right)}$$O_0\left(i\right)=\frac{V_{T_H}{X}_i\left(T_L\right)-V_{T_L}{X}_i\left(T_H\right)}{X_i\left(T_L\right)-X_i\left(T_H\right)}$其中规格化的和为均匀辐射场景图像的焦平面线列响应的均值：$V_{T_H}=\frac{\underset{i}{\Sigma }{X}_i\left(T_H\right)}{i},$$V_{T_L}=\frac{\underset{i}{\Sigma }{X}_i\left(T_L\right)}{i};$从红外探测器获取红外视频流，并设置L=1；对所述红外视频流的第L帧图像进行垂直于扫描方向上的图像分割，以形成k个区域，并保证每个所述区域中沿所述扫描方向上的像素数大于或等于3；设置m=1；判断所述第L帧图像的第m个区域是否为第一帧图像的第1个区域；若所述第L帧图像的第m个区域是所述第一帧图像的第1个区域，则设置n=0，并读取红外探测器每个像元的增益系数初值G₀(i)和偏移系数初值O₀(i)，i表示不同的像元；根据所述增益系数G_n(i)和所述偏移系数O_n(i)对所述第m个区域中每个像素进行非均匀校正，以得到非均匀校正结果；对所述第m个区域中每个像素的非均匀校正结果执行邻域中值处理，以得到非均匀校正期望结果，是采用以下公式：f(h,j)＝median{y(h+p,j+q)}，其中f(h,j)为非均匀矫正期望结果，y(h+p,j+q)代表非均匀校正的结果，p∈{-1,0,1},q∈{-1,0,1}，median表示对集合{y(h+p,j+q)}中的所有数取中值作为非均匀校正期望结果；根据所述第m个区域中每个像素的非均匀校正结果和非均匀校正期望结果，使用最陡下降法对所述增益系数G_n(i)和所述偏移系数O_n(i)进行处理，以得到G_n+1(i)和O_n+1(i)，是采用以下公式：G_n+1(i)＝G_n(i),$O_{n+1}\left(i\right)=\frac{1}{N-2}\underset{i=1}{\overset{N-1}{\Sigma }}(O_n\left(i\right)-2\alpha (y(h,j)-f(h,j))),$其中h=i，α为迭代步长，N为所述第m个区域在扫描方向上的像素的数量；设置n=n+1；判断是否已经处理完所有k个区域；若已经处理完所有k个区域，则将k个区域的所有像素的非均匀校正结果进行合并，以得到第L个帧的红外校正图像；设置L=L+1，并重复所述对所述红外视频流的第L帧图像进行垂直于扫描方向上的图像分割，以形成k个区域，并保证每个所述区域中沿所述扫描方向上的像素数大于或等于3的步骤及其随后的所有步骤，直到红外视频流结束为止。