[發明專利]基于模板法的非制冷熱像儀無快門非均勻性校正方法

有效

• 申請號: 201210232737.7
• 申請日: 2012-07-06
• 公開（公告）號: CN102768071A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 黃立;孫小敏
• 申請（專利權）人: 武漢高德紅外股份有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

技術領域

本發明涉及一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和無快門狀態下進行非均勻性校正。

背景技術

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，導致圖像質量穩定性較差。

在傳統的應用中，通過溫控系統來穩定非制冷探測器焦平面溫度，并結合采用快門在設定間隔時間內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中，需要增加新的結構件-探測器溫控部件、快門及相應的控制電機等。1）增加了非制冷熱像儀的成本；2）增加結構件即增加了后期維護工作量；3）增加了熱像儀系統功耗；4）頻繁的打快門限制了熱像儀的應用場合。因此我們需要一種無快門技術，在無需頻繁打快門的同時，保證非制冷熱像儀圖像的穩定性。

發明內容

本發明的目的為了克服上述現有技術存在的問題，而提供一種非制冷熱像儀無快門非均勻性校正方法，本發明的方法無需探測器溫控系統，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，根據實時場景，結合偏置本底計算相關系數，進行實時修正圖像的非均勻性偏置本底，實現對實時圖像的非均勻性校正。

本發明的技術方案為：

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的增益系數；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對均勻場景時的原始圖像；第三步相關系數計算，根據當前探測器工作溫度用相對應的模板與當前實時圖像計算最佳系數并評價其校正效果；第四步非均勻性校正，對當前的實時圖像幀采用新的偏置本底進行非均勻性校正。

增益系數具體計算為獲取探測器同一環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，增益系數計算公式為：

Gain(i,j)=Mean(BaseH)-Mean(BaseL)BaseH(i,j)-BaseL(i,j)+0.01]]>

分母上加0.01，防止出現分母為0的情況，Gain是增益參數，Mean(BaseH)為高溫本底圖像均值，Mean(BaseL)為低溫本底圖像均值，（i,j）表示圖像坐標位置；Gain（i,j）是圖像坐標（i,j）處的增益參數；BaseH（i,j）是圖像坐標（i,j）處的高溫本底圖像像素值；BaseL（i,j）是圖像坐標（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，在每個溫度點采集一個探測器在對均勻輻射場景并獲取設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。

非均勻性相關系數計算為：

計算模板圖像的均值，計算實時圖像的均值，根據歸一化互相關計算公式得到模板圖像與實時圖像的相關系數k，