處理效果圖 像，圖（b)為原始的未加積分時(shí)間調(diào)整的非均勻校正方法處理后的效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0027] (1)本發(fā)明一種基于場景的變積分時(shí)間的非均勻性校正方法，其原理為：當(dāng)探測 器在正常工作的范圍內(nèi)時(shí)，探測器的積分時(shí)間的大小其實(shí)并不影響探測器焦平面響應(yīng)的非 均勻性.但是，由于器件噪音的存在，如探測器的噪音、讀出電路噪音以及固定圖案噪音之 類的隨機(jī)噪音，探測器在不同積分時(shí)間下獲取的圖像的非均勻性也會(huì)不同。當(dāng)探測器的積 分時(shí)間較小時(shí)，探測器的輸出端幾乎無法輸出圖像；當(dāng)積分時(shí)間不斷增加時(shí)，輸出也會(huì)逐漸 增大，目標(biāo)圖像也會(huì)變得清晰；但是當(dāng)積分時(shí)間太大的話會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。所以選擇合適的 積分時(shí)間很重要，本發(fā)明中我們可以通過自適應(yīng)調(diào)整探測器的積分時(shí)間來獲得較好的圖像 效果。
[0028] (2)首先對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行描述：
[0029] 根據(jù)紅外探測器的特點(diǎn)，其讀出集成電路的基本功能就是將紅外探測器的信號(hào)進(jìn) 行轉(zhuǎn)換，然后放大以及傳輸，即將數(shù)據(jù)從探測器端傳輸?shù)捷敵龆?。讀出集成電路的前置放大 器能夠在一定的積分時(shí)間內(nèi)對(duì)探測器產(chǎn)生的光生電流進(jìn)行積累，積累電荷為V s : f ^ 、 .
[0030]
[0031] 公式（I)中Vs(]和Vsl分別是探測器信號(hào)積分開始時(shí)焦平面的輸出和信號(hào)積分結(jié)束 時(shí)焦平面的輸出；4和A dlf分別代表探測器的讀出電路的增益和探測器的差分前置放大器 的增益；Lut為探測器的輸出電流；t int為探測器的積分時(shí)間；Cfb為探測器的積分電容。 [0032] 由公式（1)可知，當(dāng)探測器處于線性工作范圍內(nèi)時(shí)，探測器的積分時(shí)間與其輸出 信號(hào)是成正比的；當(dāng)探測器的積分時(shí)間不斷增大時(shí)，輸出也將不斷增加，目標(biāo)也變得更加清 楚，但當(dāng)積分時(shí)間過度增加時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象；所以，我們需要根據(jù)不同的目標(biāo)強(qiáng)度，選 擇合適的探測器積分時(shí)間，否則將會(huì)對(duì)圖像的成像質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。本發(fā)明就是在對(duì) 圖像進(jìn)行非均勻校正之前先自適應(yīng)調(diào)整好探測器的積分時(shí)間，使得探測器輸出的圖像效果 更好，有利于接下來采用一種基于幀間配準(zhǔn)誤差最小化的非均勻性校正算法做非均勻性校 正，更新非均勻性校正參數(shù)。為了研究方便，根據(jù)Mooney線性模型，我們可以將探測器的光 電響應(yīng)看成是線性的輻射-電壓模型，我們可以將它表示如下：
[0033] Xii j(Ii) = α J(Ii)Eii j (η) +β j (n) (6)
[0034] 公式（2)中，η表示第N幀圖像；（i，j)代表探測器像元的坐標(biāo)位置，即第i行、第 j列；(η)代表探測器在某一點(diǎn)接收到的輻射度，也可以看成是真實(shí)的場景值；X1^ (η)為 探測器最終的輸出值大??；Ct1^ (η)代表探測器的增益值；β u (η)代表探測器的偏置值。 通常情況下，我們將探測器的響應(yīng)模型看成是線性的，如公式（2)所示，所以對(duì)圖像經(jīng)過非 均勻校正后的輸出圖像為：
[0035] Yij j (n) = Gii s (n) Xij s (η) +Oij s (η) (7)
[0036] 公式（3)中，Y1,>)是非均勻校正后的輸出圖像；X1Jn)為探測器最終的輸出值 大??；G li ,(η)和Oli ,(η)分別代表非均勻校正的增益校正系數(shù)和偏置校正系數(shù)。且根據(jù)公式 ⑵有：
[0037]
[0038] 這是，我們能得到較好的非均勻性校正效果。但通常情況不能完全滿足上式，我們 需要不斷更新非均勻校正的增益校正系數(shù)和偏置校正系數(shù)來盡可能地逼近這個(gè)結(jié)果。
[0039] (3)本發(fā)明一種基于場景的變積分時(shí)間的非均勻性校正方法，其基本流程為：首 先用紅外探測器采集不同積分時(shí)間下的目標(biāo)場景作為背景圖像，并將不同積分時(shí)間下的背 景圖像分別用flash存儲(chǔ)起來；計(jì)算不同積分時(shí)間下的背景圖像的行投影向量和列投影向 量，并將這些不同積分時(shí)間下的背景圖像的行列投影向量用SRAM存儲(chǔ)，建立積分時(shí)間與投 影向量相對(duì)應(yīng)的查找表；然后對(duì)拍攝的目標(biāo)場景圖像求取行投影向量和列投影向量，并將 其分別存儲(chǔ)在SRAM中；再對(duì)背景圖像的行列投影向量與目標(biāo)場景圖像的行列投影向量做 相關(guān)；再根據(jù)相關(guān)運(yùn)算結(jié)果調(diào)整探測器的積分時(shí)間；最后對(duì)重新拍攝的目標(biāo)場景圖像做非 均勻校正。運(yùn)算本發(fā)明方法的硬件裝置包含紅外探測器、SRAM存儲(chǔ)器、FPGA主處理板、顯示 器。紅外探測器用于采集輸入的紅外圖像，本發(fā)明方法中還需要對(duì)探測器的積分時(shí)間自適 應(yīng)調(diào)整；SRAM用于存儲(chǔ)背景圖像和目標(biāo)圖像的行投影向量和列投影向量；FPGA是整個(gè)系統(tǒng) 的主處理板，算法在該處理板上運(yùn)行；顯示器用于實(shí)時(shí)觀察算法的效果。
[0040] (4)結(jié)合圖2,本發(fā)明一種基于場景的變積分時(shí)間的非均勻性校正方法，包含以下 步驟：
[0041] 步驟1 :紅外探測器采集不同積分時(shí)間下的目標(biāo)場景作為背景圖像，并將不同積 分時(shí)間下的背景圖像分別用flash存儲(chǔ)起來。
[0042] 步驟2:計(jì)算不同積分時(shí)間下的背景圖像的行投影向量和列投影向量，并將上述 不同積分時(shí)間下的背景圖像的行投影向量用SRAMl存儲(chǔ)，列投影向量用SRAM2存儲(chǔ)，并建立 一個(gè)積分時(shí)間與行投影向量和列投影向量之間相對(duì)應(yīng)的查找表；
[0043] 計(jì)算不同積分時(shí)間下的背景圖像的行投影向量I (i)和列投影向量I (j)，其計(jì)算 公式為如下，其中M與N代表圖像的大小，M為圖像的行數(shù)、N為圖像的列數(shù)，M、N都為自然 數(shù)：
[0045] …,
[0044]
[0046] 其中v(i，j，k)表示目標(biāo)場景圖像；
表示行方向的均 值
〖示列方向的均值；k表示時(shí)間。
[0047] 步驟3 :紅外探測器再次采集目標(biāo)場景，首先對(duì)拍攝的目標(biāo)場景圖像求取行投影 向量和列投影向量，并將其分別存儲(chǔ)在SRAM3和SRAM4中；然后對(duì)存儲(chǔ)在SRAM3中的行投影 向量與存儲(chǔ)在SRAMl中的所有背景圖像的行投影向量做相關(guān)運(yùn)算，對(duì)存儲(chǔ)在SRAM4中的列 投影向量與存儲(chǔ)在SRAM2中的所有背景圖像的列投影向量做相關(guān)運(yùn)算，根據(jù)相關(guān)運(yùn)算的結(jié) 果，通過查找步驟2中的查找表就能得出與該目標(biāo)場景圖像最相關(guān)的背景圖像。
[0048] 對(duì)該行投影向量和列投影向量分別與存儲(chǔ)在SRAM中的所有背景的行投影向量和 列投影向量做相關(guān)運(yùn)算，相關(guān)運(yùn)算的計(jì)算公式如下，其中行方向的互相關(guān)矩陣Arr raw和列方 向的互相關(guān)矩陣Arrral分別為：
[0049]
[0050]
[0051] 將拍攝場景圖像記為C，背景圖像記為R，Rrow為背景圖像的行方向的投影向量、C row 當(dāng)拍攝場景圖像的行方向的投影向量；Rral為背景圖像的列方向的投影向量、Cral當(dāng)拍攝場 景圖像的列方向的投影向量；Srow為拍攝場景圖像的行向量位移偏量的常數(shù)，取值范圍為 (0, 40)，δ 為拍攝場景圖像的列向量位移偏量的常數(shù)，取值范圍為（〇, 40)。
[0052] 步驟4 :根據(jù)步驟3中最相關(guān)背景圖像對(duì)應(yīng)的積分時(shí)間，驅(qū)動(dòng)紅外探測器重新拍攝 目標(biāo)場景。
[0053] 步驟5 :對(duì)重新拍攝的目標(biāo)場景圖像采用基于幀間配準(zhǔn)誤差最小化的非均勻性校 正算法做非均勻性校正，更新非均勻性校正參數(shù)，得到校正后的場景圖像。
[0054] 實(shí)施例1
[0055] 結(jié)合圖2,設(shè)定選取的背景圖像為20幅