[發(fā)明專(zhuān)利]一種場(chǎng)景自適應(yīng)的紅外焦平面成像系統(tǒng)灰度超分辨方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410046044.8
• 申請(qǐng)日: 2014-02-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104833426A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀明;王新賽;陳向軍;張煥芹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海藍(lán)劍科技發(fā)展有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01J5/00
• 分類(lèi)號(hào): G01J5/00;G06T5/40
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及紅外熱成像設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種場(chǎng)景自適應(yīng)的紅外焦平面成像系統(tǒng)灰度超分辨方法。

背景技術(shù)：

紅外熱成像設(shè)備是一種將紅外熱輻射轉(zhuǎn)化為視覺(jué)圖像的設(shè)備。它利用場(chǎng)景內(nèi)物體本身各部分熱輻射的差異獲取物體圖像的細(xì)節(jié)。由于具有隱蔽性好、抗干擾能力強(qiáng)、可全天候工作等優(yōu)點(diǎn)，在軍事、商業(yè)、醫(yī)療、航空等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。紅外焦平面是紅外熱像儀的核心部分，在很大程度上決定了紅外熱像儀的性能。

紅外焦平面成像系統(tǒng)的MRTD(最小可分辨溫差)是衡量系統(tǒng)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。MRTD表征了系統(tǒng)可分辨紅外輻射變化的范圍。系統(tǒng)的MRTD越小，能探測(cè)到的目標(biāo)信息就越多，對(duì)目標(biāo)的分辨和識(shí)別就越有利。特別是對(duì)于探測(cè)紅外溫差較小或者目標(biāo)較小的紅外焦平面成像系統(tǒng)，擁有較好的MRTD顯得尤為重要。因此，提高紅外焦平面成像系統(tǒng)的MRTD性能具有非常重要的意義。

目前，紅外焦平面成像系統(tǒng)得到充分的發(fā)展，在軍事和民用領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，但是對(duì)紅外焦平面的灰度分辨率自動(dòng)優(yōu)化的研究沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相關(guān)的文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種場(chǎng)景自適應(yīng)的紅外焦平面成像系統(tǒng)灰度超分辨方法，它采用根據(jù)場(chǎng)景輻射量自適應(yīng)調(diào)節(jié)方式，不需要人工設(shè)置，自動(dòng)實(shí)時(shí)有效地提高了對(duì)場(chǎng)景中目標(biāo)的溫差分辨率，同時(shí)降低背景干擾，實(shí)現(xiàn)了對(duì)場(chǎng)景自適應(yīng)的紅外成像灰度超分辨，增加了弱小目標(biāo)的探測(cè)距離。

為了解決背景技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：它的算法為：(1)基于場(chǎng)景直方圖統(tǒng)計(jì)的超分辨區(qū)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(qū)間就是場(chǎng)景區(qū)域的灰度分布，表達(dá)式為：

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

式中R_gray表示場(chǎng)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(fù)雜的場(chǎng)景；

(2)超分辨灰度區(qū)間預(yù)測(cè)算法，超分辨主要是根據(jù)獲得圖像中場(chǎng)景灰度值的變化來(lái)改變的，其基本原則是將獲得的場(chǎng)景灰度區(qū)間換算成焦平面輸入電壓范圍，通過(guò)輸入有效電壓范圍調(diào)整接受信號(hào)端的運(yùn)放和減直電路，剪掉場(chǎng)景灰度區(qū)間最低點(diǎn)的無(wú)效電平，然后對(duì)剩余部分信號(hào)放大到模數(shù)轉(zhuǎn)換滿(mǎn)幅的范圍，其中，結(jié)合了LMS自適應(yīng)濾波的方法，一是可以預(yù)測(cè)場(chǎng)景灰度區(qū)間范圍，讓需要超分辨的場(chǎng)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(duì)每幀圖像超分辨過(guò)度平緩，使系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定可靠；