[發明專利]一種紅外焦平面探測器圖像校正方法及系統

有效

• 申請號: 201310441849.8
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103491318B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 范少華
• 申請（專利權）人: 海視英科光電（蘇州）有限公司
• 主分類號: H04N5/33
• 分類號: H04N5/33;G06T5/00
• 代理公司: 蘇州集律知識產權代理事務所(普通合伙)32269
• 代理人: 安紀平

1.一種紅外焦平面探測器圖像校正方法，其特征在于，所述方法包括：

紅外焦平面接收紅外光，轉換為數字信號，使每一個焦平面像元對應圖像的一個像素；并將圖像數據轉為原始灰度值保存；

對于所述每一個像素，根據對應的所述原始灰度值大小，采用多段校正方式，進行增益和偏置校正補償，得到補償結果；

對所述補償結果進行實時動態背景估計，得到估計背景；

對圖像進行所述估計背景的偏置處理；

輸出經過偏置處理的圖像；

其中，所述多段校正方式，包括：

根據預先設定的多段校正系統表中相應的校正系數，采用如下公式獲取：

Y_x，y＝Y′_x，y*Gⁿ_x，y+Oⁿ_x，y；

其中，所述Y_x，y是像素(x,y)校正后的輸出，Y′_x，y是像素(x,y)采集到的原始灰度數據，Gⁿ_x，y為像素(x,y)為增益，Oⁿ_x，y為像素(x,y)偏置，n為第n段區間；

所述校正系數大于兩組；

所述估計背景根據如下公式獲取：

Offset_x,y＝(K₁*T_L+K₂*T_H+C)；

其中，K₁、K₂和C為背景估計參數，根據需要設定；T_L、T_H為像素(x,y)所在區間的灰度范圍；

所述背景估計參數K₁、K₂和C，根據如下方式獲取：

相鄰的傳感器像元校正輸出差為D＝(YN-YN')；則

D＝Y+(K₁*T_L+K₂*T_H+C)*G-Y'-(K₁*T_L+K₂*T_H+C)*G'；

D＝(Y-Y')+K₁*T_L*(G-G')+K₂*T_H*(G-G')+C*(G-G')；

ΔY＝Y-Y'

ΔT_L＝T_L*(G-G')

ΔT_H＝T_H*(G-G')；則

ΔG＝G-G'

D＝ΔY+K₁*ΔT_L+K₂*ΔT_H+C*ΔG；

D²＝(ΔY+K₁*ΔT_L+K₂*ΔT_H+C*ΔG)²

D²＝(ΔY)²+2*ΔY*K₁*ΔT_L+2*ΔY*K₂*ΔT_H+2*ΔY*C*ΔG+K₁²*(ΔT_L)²+2*K₁*ΔT_L*K₂*ΔT_H+2*K₁*ΔT_L*C*ΔG+K₂²*(ΔT_H)²+2*K₂*ΔT_H*C*ΔG+C²*(ΔG)²；

上述公式求導，得到：

0＝ΔY*ΔT_L+K₁*(ΔT_L)²+K₂*ΔT_L*ΔT_H+ΔT_L*C*ΔG

0＝ΔY*ΔT_H+K₁*ΔT_L*ΔT_H+K₂*(ΔT_H)²+ΔT_H*C*ΔG

0＝ΔY*ΔG+K₁*ΔT_L*ΔG+K₂*ΔT_H*ΔG+C*(ΔG)²

多個像素對的模式下，上述公式表示為矩陣方程：

$\left[\begin{array}{ccc}\mathrm{\Σ}{\left({\mathrm{\ΔT}}_L\right)}^2& \mathrm{\Σ}({\mathrm{\ΔT}}_L*{\mathrm{\ΔT}}_H)& \mathrm{\Σ}({\mathrm{\ΔT}}_L*\mathrm{\Δ}G)\\ \mathrm{\Σ}({\mathrm{\ΔT}}_L*{\mathrm{\ΔT}}_H)& \mathrm{\Σ}{\left({\mathrm{\ΔT}}_H\right)}^2& \mathrm{\Σ}({\mathrm{\ΔT}}_H*\mathrm{\Δ}G)\\ \mathrm{\Σ}({\mathrm{\ΔT}}_L*\mathrm{\Δ}G)& \mathrm{\Σ}({\mathrm{\ΔT}}_H*\mathrm{\Δ}G)& \mathrm{\Σ}{\left(\mathrm{\Δ}G\right)}^2\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{K}_1\\ K_2\\ C\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}-\mathrm{\Σ}(\mathrm{\Δ}Y*\mathrm{\Δ}{T}_L)\\ -\mathrm{\Σ}(\mathrm{\Δ}Y*\mathrm{\Δ}{T}_H)\\ -\mathrm{\Σ}(\mathrm{\Δ}Y*\mathrm{\Δ}G)\end{array}\right]$

求解，得到K₁、K₂和C的值。