[發(fā)明專利]短波紅外焦平面非均勻性的校正方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710108727.5
• 申請(qǐng)日: 2017-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN106910174A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周津同
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京津同利華科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種短波紅外焦平面非均勻性的校正方法及裝置，屬于紅外圖像處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，人們已經(jīng)提出了許多關(guān)于非均勻校正(Nonuniformity Correction，NUC)的算法.但總的來說可以分為兩大類：一類是基于標(biāo)定的方法(如兩點(diǎn)校正法)，這類方法具有較高的校正準(zhǔn)確度，但需要許多輔助器件(黑體源、光學(xué)設(shè)備等)，大大增加了探測(cè)器的體積和成本，并且在標(biāo)定過程中還必須使成像系統(tǒng)暫停工作，這嚴(yán)重制約了該類算法的使用范圍。另一類是基于場(chǎng)景的方法，它直接利用每幀圖像的場(chǎng)景信息進(jìn)行非均勻校正，克服了第一類方法的不足，因此是目前研究的焦點(diǎn)。但在這類技術(shù)中絕大部分算法都需要估計(jì)真實(shí)場(chǎng)景值，典型的如：Scribner等提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(NeuralNetwork，NN)的非均勻校正算法，該算法將噪音圖像的四鄰域平均作為真實(shí)圖像的估計(jì)值，并且用于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，但前提是固定圖案噪音能夠被四鄰域平均所消減，否則迭代將會(huì)發(fā)散；Hardie等提出了基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)域平均(Motion—CompensatedTemporal Average，MCTA)的校正算法，該算法利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償平均后的圖像來估計(jì)真實(shí)場(chǎng)景，但此時(shí)必須保證同一場(chǎng)景要有充分多的探測(cè)單元在不同時(shí)間觀察過，否則校正效果也會(huì)不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種算法簡(jiǎn)單、計(jì)算復(fù)雜度低的短波紅外焦平面非均勻性的校正方法及裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種短波紅外焦平面非均勻性的校正方法，其特征在于，包括：

非均勻性噪聲計(jì)算步驟：使用級(jí)聯(lián)窗口濾波器計(jì)算原始紅外圖像的非均勻性噪聲，輸出各級(jí)的非均勻性噪聲；

非均勻性噪聲融合步驟：將各級(jí)窗口濾波器計(jì)算出的非均勻性噪聲進(jìn)行加權(quán)融合，生成融合后的非均勻性噪聲；

非均勻性校正步驟：根據(jù)所述融合后的非均勻性噪聲，對(duì)所述原始紅外圖像進(jìn)行非均勻性校正。

一種短波紅外焦平面非均勻性的校正裝置，其特征在于，包括：

非均勻性噪聲計(jì)算模塊：其內(nèi)部設(shè)置有級(jí)聯(lián)窗口濾波器，該非均勻性噪聲計(jì)算模塊用于使用所述級(jí)聯(lián)窗口濾波器計(jì)算原始紅外圖像的非均勻性噪聲，輸出各級(jí)的非均勻性噪聲；

非均勻性噪聲融合模塊：用于將各級(jí)窗口濾波器計(jì)算出的非均勻性噪聲進(jìn)行加權(quán)融合，生成融合后的非均勻性噪聲；

非均勻性校正模塊：用于根據(jù)所述融合后的非均勻性噪聲，對(duì)所述原始紅外圖像進(jìn)行非均勻性校正。

本發(fā)明的一種短波紅外焦平面非均勻性校正方法，通過采用級(jí)聯(lián)窗口濾波器的形式計(jì)算圖像的非均勻性噪聲，將各級(jí)窗口濾波器計(jì)算出的非均勻性噪聲進(jìn)行加權(quán)融合，并使用融合后的非均勻性噪聲對(duì)原始圖像進(jìn)行校正，其算法簡(jiǎn)單、計(jì)算復(fù)雜度低，便于工程實(shí)踐。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的短波紅外焦平面非均勻性的校正方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的短波紅外焦平面非均勻性的校正裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例一

如圖1所示，其為本發(fā)明實(shí)施例的短波紅外焦平面非均勻性的校正方法的流程圖，其包括：

非均勻性噪聲計(jì)算步驟101：使用級(jí)聯(lián)窗口濾波器計(jì)算原始紅外圖像的非均勻性噪聲，輸出各級(jí)的非均勻性噪聲。

在該步驟中，針對(duì)焦平面的非均勻性在空間分布和時(shí)域分布的特點(diǎn)，在圖像空間采用3×3的窗口，在時(shí)域上采用高通濾波器，然后分成三步級(jí)聯(lián)，在空間和時(shí)間上有效的計(jì)算出真實(shí)的非均勻性。具體地，各級(jí)窗口濾波器采用下述公式計(jì)算非均勻性噪聲：

其中，f_n(x,y)和f_n+1(x,y)分別表示第n級(jí)和第n+1級(jí)的級(jí)聯(lián)窗口濾波器輸出的非均勻性噪聲，n的取值范圍為0到2，(i，j)為濾波窗口中的相對(duì)像素坐標(biāo)，(x，y)為濾波窗口中心對(duì)應(yīng)的絕對(duì)像素坐標(biāo)，m是濾波系數(shù)，g^ij_n+1(x,y)表示在中心點(diǎn)的絕對(duì)像素坐標(biāo)為(x，y)的窗口中，相對(duì)坐標(biāo)為(i，j)的像素點(diǎn)的原始圖像灰度值，*表示卷積運(yùn)算，I(i,j)是空間濾波函數(shù)。

非均勻性噪聲融合步驟102：將各級(jí)窗口濾波器計(jì)算出的非均勻性噪聲進(jìn)行加權(quán)融合，生成融合后的非均勻性噪聲。在該步驟中，可以具體采用如下公式計(jì)算融合后的非均勻性噪聲：