[發(fā)明專利]一種Bayer濾波陣列彩色相機(jī)圖像非均勻性校正方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210090884.5
• 申請(qǐng)日: 2012-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN102622739A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙汝進(jìn);劉恩海;余國(guó)彬;陳元培;鐘杰;周向東;王進(jìn);周武林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G06T5/50
• 分類號(hào): G06T5/50;H04N9/04;H04N9/64
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 許玉明;賈玉忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種相機(jī)圖像非均勻性校正，尤其涉及一種Bayer濾波陣列彩色相機(jī)圖像非均勻性校正方法。

背景技術(shù)

隨著光電傳感器件性能和可靠性提高，以CCD、CMOS光電探測(cè)器為基礎(chǔ)的成像系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)、軍工國(guó)防、空間觀測(cè)等領(lǐng)域。以光電探測(cè)器為基礎(chǔ)的相機(jī)在均勻光源照射下，輸出圖像每個(gè)像元灰度值理論上應(yīng)該完全相同，但事實(shí)上各像元輸出會(huì)有差異，造成相機(jī)圖像這種像元灰度非均勻性的主要原因有以下幾個(gè)方面：

(1)相機(jī)鏡頭光學(xué)系統(tǒng)中cos⁴因素，即光軸外像點(diǎn)光照度隨視場(chǎng)角余弦的四次方而降低；

(2)相機(jī)探測(cè)器生產(chǎn)工藝等因素造成像元響應(yīng)固有非均勻性；

(3)相機(jī)機(jī)械裝配等原因造成相機(jī)成像非均勻性。

在相機(jī)實(shí)際應(yīng)用中，特別是在目標(biāo)觀測(cè)和高精度的測(cè)量中，相機(jī)成像不均勻性引起的圖像條紋、亮暗不均會(huì)給觀測(cè)圖像質(zhì)量帶來較大的影響，對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來較大誤差。為了提高圖像質(zhì)量和測(cè)量精度，必須對(duì)相機(jī)圖像不均勻性進(jìn)行校正。

目前廣泛采用的單通道黑白相機(jī)圖像非均勻校正方法有：?jiǎn)吸c(diǎn)校正法、兩點(diǎn)校正法、多點(diǎn)擬合校正法等。針對(duì)Bayer濾波陣列彩色相機(jī)而言，不同于單通道的黑白相機(jī)圖像，Bayer濾波陣列彩色相機(jī)圖像分為R、G、B三個(gè)通道，每一個(gè)像素點(diǎn)都只有一種顏色通道灰度值，如圖1所示。因此單通道黑白相機(jī)圖像現(xiàn)有校正方法不能直接應(yīng)用于Bayer濾波陣列彩色相機(jī)，而且現(xiàn)有校正方法在相機(jī)對(duì)光強(qiáng)響應(yīng)為線性時(shí)，具有較高精度，但實(shí)際工程中，相機(jī)對(duì)光強(qiáng)響應(yīng)往往并不是絕對(duì)線性的，采用傳統(tǒng)方法對(duì)圖像非均勻性進(jìn)行校正沒有考慮到相機(jī)對(duì)光照強(qiáng)度響應(yīng)的非線性造成的校正誤差。

專利CN?100458380C中公開了一種基于Wiener濾波理論的非制冷紅外焦平面非均勻校正算法，但未考慮非均勻圖像按不同通道、不同灰度值區(qū)間圖像各像素間非均勻校正。專利CN?102176742A中公開了一種圖像校正系數(shù)的獲取方法，非均勻圖像校正方法及系統(tǒng)，提出將探測(cè)器陣列進(jìn)行分組，利用每?jī)山M圖像均值之差平方和最小準(zhǔn)則獲取校正參數(shù)，但未涉及各組圖像內(nèi)部非均勻性。上述兩項(xiàng)專利技術(shù)均未涉及Bayer濾波陣列彩色相機(jī)圖像非均勻性校正。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：提供一種Bayer濾波陣列彩色相機(jī)圖像非均勻性校正方法。該方法首先解決了傳統(tǒng)單通道黑白相機(jī)圖像非均勻性校正方法無法直接應(yīng)用于Bayer濾波陣列彩色相機(jī)圖像的問題，同時(shí)降低了相機(jī)對(duì)光照響應(yīng)為非線性所造成的圖像非均勻校正誤差，從而提高了圖像非均勻性校正的精度。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種Bayer濾波陣列彩色相機(jī)圖像非均勻性校正方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

(1)獲取Bayer濾波陣列彩色相機(jī)在均勻光照下的N幅Bayer格式圖像IMG_n(n＝1，2，……，N)；

(2)將步驟(1)獲取的Bayer格式圖像IMG_n分解為三幅圖像，分別對(duì)應(yīng)紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三通道顏色，并按圖像灰度均值將各圖像進(jìn)行分組，計(jì)算出相機(jī)圖像非均勻校正系數(shù)PAR；

(3)應(yīng)用校正系數(shù)PAR對(duì)Bayer濾波陣列彩色相機(jī)圖像進(jìn)行非均勻性校正。

所述步驟(1)具體為：獲取Bayer濾波陣列彩色相機(jī)在不同光照強(qiáng)度的均勻光照下的N幅Bayer格式圖像IMG_n(n＝1，2，……，N)，其中N幅Bayer格式圖像IMG_n對(duì)應(yīng)N級(jí)光照強(qiáng)度，且覆蓋了圖像灰度范圍。

所述步驟(2)具體為：a、首先將Bayer格式圖像數(shù)據(jù)IMG_n按所屬通道分解為R通道圖像G通道圖像B通道圖像b、計(jì)算R通道圖像灰度均值根據(jù)大小將R通道圖像劃分為M組，分別對(duì)應(yīng)圖像M段灰度區(qū)間范圍；c、在M段灰度區(qū)間內(nèi)，分段計(jì)算各灰度區(qū)間的非均勻定標(biāo)校正系數(shù)(m＝1，2，……，M)，其中各灰度區(qū)間可采用的非均勻校正系數(shù)獲取方法包括單點(diǎn)法、兩點(diǎn)法、多點(diǎn)擬合法之一；d、同理可得G、B通道則Bayer格式相機(jī)圖像非均勻校正系數(shù)PAR包括