[發(fā)明專利]基于幀間配準(zhǔn)和自適應(yīng)步長的紅外圖像非均勻性校正方法

在審

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• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN108665425A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周慧鑫;趙東;錢潤達(dá);郭立新;賈秀萍;周峻;黃楙森;秦翰林;姚博;于躍;李歡;宋江魯奇;王炳健;成寬洪;杜娟;宋尚真
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 深圳市合道英聯(lián)專利事務(wù)所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果;侯峰

本發(fā)明公開了一種基于幀間配準(zhǔn)和自適應(yīng)步長的紅外圖像非均勻性校正方法，首先計(jì)算第n幀和第n?1幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的歸一化互功率譜，然后求得第n幀和第n?1幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的水平相對(duì)位移和垂直相對(duì)位移；再求出第n幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的每一個(gè)像元的空間方差和時(shí)間方差，利用得到的空間方差和時(shí)間方差計(jì)算第n幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的每一個(gè)像元的自適應(yīng)迭代步長，使用迭代步長更新增益校正系數(shù)和偏置校正系數(shù)；最后對(duì)第n幀和第n?1幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的重疊區(qū)域的像元進(jìn)行非均勻性校正。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紅外圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于幀間配準(zhǔn)和自適應(yīng)步長的紅外圖像非均勻性校正方法。

背景技術(shù)

由于受制作工藝和材料的影響，紅外探測器即使在相同的入射輻射的條件下也會(huì)產(chǎn)生不同的輸出，即響應(yīng)非均勻性；除此之外，不同像元的電荷傳輸效率不一致、IRFPA盲元的影響、紅外光學(xué)系統(tǒng)的影響、信號(hào)放大帶來的非均勻性、1/f噪聲、A/D轉(zhuǎn)換時(shí)帶來的非均勻性和外界溫度等因素都是產(chǎn)生非均勻性的原因；紅外圖像具有分辨率較低、信噪比較低和對(duì)比度較差的特點(diǎn)，因此在使用前必須進(jìn)行非均勻性校正以提高紅外圖像的質(zhì)量。

目前，紅外圖像的非均勻性校正方法主要分為基于定標(biāo)的算法和基于場景的算法兩大類；場景類算法是利用場景信息來更新校正參數(shù)的，不需要暫停紅外探測器的工作來定標(biāo)，所以近年來場景類算法成為了主要的研究對(duì)象；典型的場景類算法包括時(shí)域高通濾波法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、恒定統(tǒng)計(jì)法、卡爾曼濾波法以及幀間配準(zhǔn)法。

幀間配準(zhǔn)法收斂速度快，完全依賴于場景，具有一定的非均勻性校正效果；但是，幀間配準(zhǔn)法在非均勻性較強(qiáng)的情況下校正效果不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于幀間配準(zhǔn)和自適應(yīng)步長的紅外圖像非均勻性校正方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于幀間配準(zhǔn)和自適應(yīng)步長的紅外圖像非均勻性校正方法，該方法為：建立紅外圖像像元的線性響應(yīng)模型，并通過反變換獲得校正公式；分別確定第n幀和第n-1幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的相對(duì)位移、以及第n幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的每個(gè)像元的空間方差和時(shí)間方差，并根據(jù)所述空間方差和時(shí)間方差確定第n幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的每個(gè)像元的自適應(yīng)迭代步長；根據(jù)第n-1幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的誤差函數(shù)和第n幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的第i行第j列的自適應(yīng)迭代步長確定第n幀和第n-1幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的重疊區(qū)域中的每個(gè)像元的增益校正系數(shù)和偏置校正系數(shù)；最后，根據(jù)所述第n幀和第n-1幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的重疊區(qū)域中的每個(gè)像元的增益校正系數(shù)、偏置校正系數(shù)和校正公式對(duì)第n幀和第n-1幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的重疊區(qū)域的每個(gè)像元進(jìn)行非均勻性校正。

上述方案中，所述根據(jù)所述第n幀和第n-1幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的重疊區(qū)域中的每個(gè)像元的增益校正系數(shù)、偏置校正系數(shù)和校正公式對(duì)第n幀和第n-1幀帶有非均勻性的原始紅外圖像的重疊區(qū)域的每個(gè)像元進(jìn)行非均勻性校正，之后，該方法還包括，判斷所述第n幀圖像是否為帶有非均勻性的原始紅外圖像序列的最后一幀圖像，如果是則完成非均勻性校正；如果不是則繼續(xù)對(duì)后續(xù)幀圖像進(jìn)行非均勻性校正。

上述方案中，所述建立紅外圖像像元的線性響應(yīng)模型，并通過反變換獲得校正公式，具體通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：

(101)根據(jù)下式，建立紅外圖像的像元的線性響應(yīng)模型：

y_n(i,j)＝g_n(i,j)x_n(i,j)+o_n(i,j)