專利名稱：基于模板法的非制冷熱像儀無快門非均勻性校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種基于模板法的非制冷熱像儀無快門非均勻性校正方法，適用于非制冷熱像儀在無溫控系統(tǒng)和無快門狀態(tài)下進行非均勻性校正。
背景技術(shù)：
非制冷探測器由于隨工作時間和探測器工作溫度的變化，其像元非均勻性變化明顯，導(dǎo)致圖像質(zhì)量穩(wěn)定性較差。在傳統(tǒng)的應(yīng)用中，通過溫控系統(tǒng)來穩(wěn)定非制冷探測器焦平面溫度，并結(jié)合采用快門在設(shè)定間隔時間內(nèi)進行本底修正的方法，來解決該問題。但這種需要快門來進行本底修正的技術(shù)中，需要増加新的結(jié)構(gòu)件-探測器溫控部件、快門及相應(yīng)的控制電機等。I)増加了非制冷熱像儀的成本；2)増加結(jié)構(gòu)件即增加了后期維護工作量；3)増加了熱像儀系統(tǒng)功耗；4)頻繁的打快門限制了熱像儀的應(yīng)用場合。因此我們需要一種無快門技術(shù)，在無需頻繁打快門的同時，保證非制冷熱像儀圖像的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而提供一種非制冷熱像儀無快門非均勻性校正方法，本發(fā)明的方法無需探測器溫控系統(tǒng)，無需快門，在實驗室中采集不同焦平面溫度非均勻性特征偏置本底，根據(jù)實時場景，結(jié)合偏置本底計算相關(guān)系數(shù)，進行實時修正圖像的非均勻性偏置本底，實現(xiàn)對實時圖像的非均勻性校正。本發(fā)明的技術(shù)方案為基于模板法的非制冷熱像儀無快門非均勻性校正方法，其特征在于按以下步驟進行第一步是計算該熱像儀在其工作溫度范圍內(nèi)的増益系數(shù)；第二步是非均勻性特征模板提取，獲取熱像儀在探測器工作溫度范圍內(nèi)對均勻場景時的原始圖像；第三步相關(guān)系數(shù)計算，根據(jù)當(dāng)前探測器工作溫度用相對應(yīng)的模板與當(dāng)前實時圖像計算最佳系數(shù)并評價其校正效果；第四步非均勻性校正，對當(dāng)前的實時圖像幀采用新的偏置本底進行非均勻性校正。増益系數(shù)具體計算為獲取探測器同一環(huán)境溫度條件下的兩幅不同輻射強度下的均勻輻射體的圖像高溫本底圖像BaseH和低溫本底圖像BaseL，増益系數(shù)計算公式為
f ,. Mean(BaseH) - MeanfBaseL)Gaiiifi. i)=--
BaseHo,]) — BaseL(iJ) + 0.01分母上加0. 01，防止出現(xiàn)分母為0的情況，Gain是增益參數(shù)，Mean (BaseH)為高溫本底圖像均值，Mean (BaseL)為低溫本底圖像均值，(i, j)表示圖像坐標(biāo)位置；Gain (i, j)是圖像坐標(biāo)(i，j)處的增益參數(shù)；BaseH (i, j)是圖像坐標(biāo)(i，j)處的高溫本底圖像像素值；BaseL (i, j)是圖像坐標(biāo)(i，j)處的低溫本底圖像像素值。非均勻性特征模板提取為在非制冷焦平面工作溫度范圍在-20°到60°之間，以5°為間隔，進行焦平面溫度劃分，確定溫度劃分點后，在每個溫度點采集ー個探測器在對均勻輻射場景并獲取設(shè)定焦平面溫度時的原始圖像作為非均勻性特征模板并保存。非均勻性相關(guān)系數(shù)計算為計算模板圖像的均值O，計算實時圖像的均值X，根據(jù)歸ー化互相關(guān)計算公式得到模板圖像與實時圖像的相關(guān)系數(shù)k，
權(quán)利要求
1.基于模板法的非制冷熱像儀無快門非均勻性校正方法，其特征在于按以下步驟進行第一步是計算該熱像儀在其工作溫度范圍內(nèi)的增益系數(shù)；第二步是非均勻性特征模板提取，獲取熱像儀在探測器工作溫度范圍內(nèi)對均勻場景時的原始圖像；第三步相關(guān)系數(shù)計算，根據(jù)當(dāng)前探測器工作溫度用相對應(yīng)的模板與當(dāng)前實時圖像計算最佳系數(shù)并評價其校正效果；第四步非均勻性校正，對當(dāng)前的實時圖像幀采用新的偏置本底進行非均勻性校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于模板法的非制冷熱像儀無快門非均勻性校正方法，其特征在于增益系數(shù)具體計算為獲取探測器同一環(huán)境溫度條件下的兩幅不同輻射強度下的均勻輻射體的圖像高溫本底圖像BaseH和低溫本底圖像BaseL，增益系數(shù)計算公式為
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于模板法的非制冷熱像儀無快門非均勻性校正方法，其特征在于非均勻性特征模板提取為在非制冷焦平面工作溫度范圍在-20°到60°之間，以5°為間隔，進行焦平面溫度劃分，確定溫度劃分點后，在每個溫度點采集一個探測器在對均勻輻射場景并獲取設(shè)定焦平面溫度時的原始圖像作為非均勻性特征模板并保存。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于模板法的非制冷熱像儀無快門非均勻性校正方法，其特征在于非均勻性相關(guān)系數(shù)計算為 計算模板圖像的均值5，計算實時圖像的均值X，根據(jù)歸一化互相關(guān)計算公式得到模板圖像與實時圖像的相關(guān)系數(shù)k，
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于模板法的非制冷熱像儀無快門非均勻性校正方法，其特征在于非均勻性校正為 得到相關(guān)系數(shù)k后，根據(jù)公式NofTset = k*ofTSet得到實時的非均勻性偏置參數(shù)，其中NofTset為實時的非均勻性偏置參數(shù)，offset為非均勻性偏置參數(shù)，采用兩點校正算法Y (i, j) = (X(i, j)-k*offset(i, j))*Gain(i, j)進行非均勻性校正,得到非均勻性校正后的結(jié)果Y ;其中X是探測器輸出的原始圖像，offset是非均勻性偏置參數(shù)，Gain是增益參數(shù)，(i，j)表示圖像坐標(biāo)位置，offset (i, j)是圖像坐標(biāo)(i, j)處的非均勻性偏置參數(shù)，Gain(i, j)是圖像坐標(biāo)(i，j)處的增益參數(shù)；X(i，j)是圖像坐標(biāo)(i，j)處的探測器輸出的原始圖像像素值。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于模板法的非制冷熱像儀無快門非均勻性校正方法，按以下步驟進行首先是計算該熱像儀在其工作溫度范圍內(nèi)的增益系數(shù)；第二步是非均勻性特征模板提取，即獲取熱像儀在探測器工作溫度范圍內(nèi)對均勻場景時的原始圖像；第三步是相關(guān)系數(shù)計算，根據(jù)當(dāng)前探測器工作溫度用相對應(yīng)的模板與當(dāng)前實時圖像計算最佳系數(shù)并評價其校正效果；第四步非均勻性校正，對當(dāng)前的實時圖像幀采用新的偏置本底進行非均勻性校正。本發(fā)明的方法無需探測器溫控系統(tǒng)，無需快門，在實驗室中采集不同焦平面溫度非均勻性特征偏置本底，根據(jù)實時場景，結(jié)合偏置本底計算相關(guān)系數(shù)，進行實時修正圖像的非均勻性偏置本底，實現(xiàn)對實時圖像的非均勻性校正。
文檔編號G01J5/00GK102768071SQ20121023273
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者孫小敏, 黃立 申請人:武漢高德紅外股份有限公司