[發明專利]一種基于微掃描平臺的穩像、非均勻校正及超分辨系統

有效

• 申請號: 202010547214.6
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111664944B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 李丹;楊丹丹;孟森;李馮帆
• 申請（專利權）人: 上海乂義實業有限公司
• 主分類號: G01J5/48
• 分類號: G01J5/48
• 代理公司: 上海諾衣知識產權代理事務所(普通合伙) 31298
• 代理人: 衣然

本發明涉及光學超分辨技術領域，具體公開了一種基于微掃描平臺的穩像、非均勻校正及超分辨系統，包括紅外成像系統、數字信號處理模塊、位移模塊以及圖像算法處理器，所述紅外成像系統由紅外光學系統以及紅外焦平臺陣列組成，所述紅外焦平臺陣列與圖像算法處理器相互連接；所述數字信號處理模塊連接有陀螺儀，所述陀螺儀與紅外成像系統相互連接；所述位移模塊由二維壓電微掃描平臺與控制器組成，所述二維壓電微掃描平臺與紅外焦平臺陣列相互連接，控制器與數字信號處理模塊相互連接；所述圖像算法處理器、數字信號處理模塊與后接設備相互連接；高度集成紅外圖像非均勻校正、穩像、以及圖像超分辨功能，大幅度減小了系統尺寸，降低了系統成本。

技術領域

本發明涉及光學超分辨技術領域，具體為一種基于微掃描平臺的穩像、非均勻校正及超分辨系統。

背景技術

目前，紅外焦平面探測器的非均勻校正方法有很多，有基于參考源的定標類校正算法和基于場景的自適應校正算法。前者算法相對簡單，容易在硬件中實現，但是定標過程需要用黑體遮擋探測器，暫時停止正常工作，這種方法無法實現實時校正。而目前傳統的基于場景的自適應校正，采用計算多幀圖像來獲得非均勻校正參數，算法復雜度相對較高，往往容易受到硬件和系統的制約，往往無法達到實時處理的要求。

受工藝及應用的限制，目前紅外焦平面探測器的像素數無法做到很高，因此高分辨率紅外焦平面陣列往往非常昂貴，因此，對紅外圖像進行圖像超分辨以提升系統的探測能力是很有必要的，尤其是對于紅外告警系統的點目標探測等應用。

穩像技術用于補償了由外界擾動引起的圖像抖動，從而可以大幅度提供穩定的圖像，減少運動模糊，充分保證了系統的成像質量，有利于人眼觀感舒適，同時大幅度簡化了后續處理的工作量，如檢測、跟蹤和壓縮。

但目前，能夠同時實現非均勻校正、穩像、圖像超分辨功能的系統還不常見，尤其是同時滿足結構緊湊、體積小、重量輕，控制簡單的系統，還沒有出現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于微掃描平臺的穩像、非均勻校正及超分辨系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于微掃描平臺的穩像、非均勻校正及超分辨系統，包括紅外成像系統、圖像算法處理器、數字信號處理模塊以及位移模塊；

所述紅外成像系統由紅外光學系統以及紅外焦平臺陣列組成，所述紅外焦平臺陣列與圖像算法處理器相互連接；被測目標經紅外光學系統成像在紅外焦平臺陣列的探測器上，探測器對接收的入射光進行光電轉換并將采集圖像發送給圖像算法處理器；

所述數字信號處理模塊包括陀螺儀和數字信號處理電路，所述陀螺儀與紅外成像系統相互連接；所述陀螺儀實時反饋紅外成像系統的方向和加速度給數字信號處理電路，數字信號處理電路對陀螺儀數據進行處理整合，并結合預定的工作模式，生成位移控制命令；

所述位移模塊由二維壓電微掃描平臺與控制器組成，所述二維壓電微掃描平臺與紅外焦平臺陣列相互連接，控制器與數字信號處理模塊相互連接；控制器接收到位移控制命令并結合自身內部傳感器反饋信號，對兩者進行修正后驅動二維壓電微掃描平臺工作，內部傳感器實時反饋平臺狀態到數字信號處理電路；

所述圖像算法處理器、數字信號處理模塊與后接設備相互連接，所述圖像算法處理器根據設定的程序對圖像進行非均勻校正、圖像超分辨處理。

優選的，本發明還提供了所述的所述二維壓電微掃描平臺帶動紅外焦平臺陣列實現亞像素位移、整像素位移。

優選的，本發明還提供了一種基于微掃描平臺的穩像、非均勻校正及超分辨系統的非均勻校正方法，包括如下步驟：

S1：接收到數字信號處理模塊控制系統指令，執行非均勻校正；

S2：獲取具有整像素位移的低分辨紅外圖像序列；