[發明專利]一種場景自適應的紅外焦平面成像系統灰度超分辨方法

在審

• 申請號: 201410046044.8
• 申請日: 2014-02-10
• 公開（公告）號: CN104833426A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 賀明;王新賽;陳向軍;張煥芹
• 申請（專利權）人: 上海藍劍科技發展有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G06T5/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種場景自適應的紅外焦平面成像系統灰度超分辨方法，其特征在于它的算法為：(1)基于場景直方圖統計的超分辨區間的獲取，采用直方圖截取的方式，分別在直方圖中搜索最大和最小灰度值作為灰度截取位置，最大灰度值和最小灰度值包含的灰度區間就是場景區域的灰度分布，表達式為：

Rgray=MINgray,Σi=1nhi<SUM*3%MAXgray,Σi=1nh256-i<SUM*3%]]>

式中R_gray表示場景灰度范圍，MAX_gray為直方圖最大值方向的3％像素截取灰度，MIN_gray為直方圖最小值方向的3％像素截取灰度，h_i為圖像直方圖，該提取方式可以用于較為復雜的場景；

(2)超分辨灰度區間預測算法，超分辨主要是根據獲得圖像中場景灰度值的變化來改變的，其基本原則是將獲得的場景灰度區間換算成焦平面輸入電壓范圍，通過輸入有效電壓范圍調整接受信號端的運放和減直電路，剪掉場景灰度區間最低點的無效電平，然后對剩余部分信號放大到模數轉換滿幅的范圍，其中，結合了LMS自適應濾波的方法，一是可以預測場景灰度區間范圍，讓需要超分辨的場景灰度更加精確，二是可以濾掉一些不必要的干擾，有利于對每幀圖像超分辨過度平緩，使系統工作更加穩定可靠；

(3)超分辨硬件構架，在前面理論研究的基礎上，采用了一種雙ADC模數轉換器的硬件架構方式進行實現，主要由兩個高精度的ADC、探測器、超分辨成像處理系統等構成，探測器對目標場景成像后將圖像分成兩路輸入到高速模數轉換器件，一路固定動態范圍轉換到圖像處理系統中分析，提取場景灰度范圍，求出灰度超分辨參數；另一路利用上一路求取的灰度超分辨參數調節運放系數和模數轉換的基準，轉換完數據后送入后續圖像處理系統做進一步校正等處理，這樣就完成基于場景分析的灰度超分辨技術，整個超分辨硬件兩部分互不影響獨立運行，結構簡單，可以滿足小型化、低功耗設計；

(4)超分辨圖像的非均勻性校正算法，采用一種雙邊濾波直方圖均衡紅外焦平面自適應校正算法，突破傳統自適應校正算法研究思路，引入中值直方圖均衡思想，對探測元鄰域進行時域直方圖中值均衡，從而校正了由于焦平面非均勻性引起鄰域像素灰度差異，達到了消除焦平面非均勻性目的，另外為了避免由于圖像靜止及邊緣像素引起的目標邊緣退化和偽像，在直方圖均衡中加入雙邊濾波機制，保護了目標細節，抑制了目標邊緣的退化和偽像。