[發(fā)明專利]一種面陣凝視相機的探測信噪比提升方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011483462.5
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112529810A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張守才;石志城;遲冬南;楊天遠;孫婷婷
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/30;G06T5/50;G06T7/70
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

本發(fā)明是一種面陣凝視相機的探測信噪比提升方法，步驟如下：(1)根據(jù)面陣凝視相機采集的明暗各連續(xù)K幀圖像，獲得非均勻性校正系數(shù)；(2)面陣凝視相機連續(xù)采集多幀目標圖像，根據(jù)步驟(1)得到的非均勻性校正系數(shù)，對采集的每幀目標圖像進行非均勻性校正，得到降低空間噪聲后的多幀目標圖像；(3)對步驟(2)降低空間噪聲后的多幀目標圖像，進行圖像配準，得到配準后的多幀目標圖像；(4)對配準后的每幀目標圖像，進行像元合并，得到像元合并后的各幀目標圖像；(5)對像元合并后的各幀目標圖像進行疊加處理，得到最終的一幅信噪比提升后的圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種面陣凝視相機的探測信噪比提升方法，屬于遙感器光電成像技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在海洋探測、深空探測、預(yù)警探測及微光成像等領(lǐng)域，可探測目標反射或輻射能量較低，屬于對暗弱目標成像，使用傳統(tǒng)相機探測手段，探測信噪比較低，很難滿足高信噪比的應(yīng)用需求。通過增大相機口徑、延長積分時間等手段能夠一定程度上增加探測目標的信號強度，但相機口徑和探測器性能受目前技術(shù)限制，產(chǎn)生的信噪比增量仍不能滿足高信噪比需求，因此需要尋求提高信噪比新的技術(shù)途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題為：克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種面陣凝視相機的探測信噪比提升方法，采用時域多次采樣疊加和空域像元合并的方法，提高暗弱目標的探測信噪比。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案為：一種面陣凝視相機的探測信噪比提升方法，優(yōu)選方案步驟如下：

(1)根據(jù)面陣凝視相機采集的明暗各連續(xù)K幀圖像，獲得非均勻性校正系數(shù)；

(2)面陣凝視相機連續(xù)采集多幀目標圖像，根據(jù)步驟(1)得到的獲得非均勻性校正系數(shù)，對采集的每幀目標圖像進行非均勻性校正，得到降低空間噪聲后的多幀目標圖像；

(3)對步驟(2)降低空間噪聲后的多幀目標圖像，進行圖像配準，得到配準后的多幀目標圖像；

(4)對步驟(3)配準后的每幀目標圖像，進行像元合并，得到像元合并后的各幀目標圖像；

(5)對步驟(4)像元合并后的各幀目標圖像進行疊加處理，得到最終的一幅信噪比提升后的圖像。

優(yōu)選的，(1)根據(jù)面陣凝視相機采集的明暗各連續(xù)K幀圖像，獲得非均勻性校正系數(shù)，具體為：

非均勻性校正系數(shù)采用兩點法獲取，面陣相機對積分球成像，分別將積分球設(shè)置為明暗兩個亮度，由明暗兩種圖像確定的曲線S認為是探測器的標準響應(yīng)曲線，由明暗兩種圖像各自均值以及各個像元響應(yīng)值可以求得各個像元的校正系數(shù)。

優(yōu)選的，(2)面陣凝視相機連續(xù)采集多幀目標圖像，根據(jù)步驟(1)得到的獲得非均勻性校正系數(shù)，對采集的每幀目標圖像進行非均勻性校正，得到降低空間噪聲后的多幀目標圖像；具體為：

將獲得的非均勻性校正系數(shù)分別代入每幀圖像的探測單元響應(yīng)值，進行逐像元校正，得到降低空間噪聲后的多幀目標圖像。

優(yōu)選的，(3)對步驟(2)降低空間噪聲后的多幀目標圖像，進行圖像配準，得到配準后的多幀目標圖像；具體為：

由于衛(wèi)星平臺抖動及控姿不穩(wěn)等原因，連續(xù)多幀圖像間存在圖像偏移，在進行后續(xù)多幀疊加前需要對獲得的K幀圖像進行圖像配準；為了計算不同圖像幀間的偏移，陀螺儀可以測量出不同幀圖像的姿態(tài)變化，通過嚴格成像幾何模型，可以計算出相鄰幀之間圖像像素偏移，最后根據(jù)計算的各幀圖像偏移量，分別與第一幀圖像進行配準。

優(yōu)選的，(4)對步驟(3)配準后的每幀目標圖像，進行像元合并，得到像元合并后的各幀目標圖像；具體為：

像元合并采用同一幀圖像中相鄰像元DN值相加取平均的方式，多個像元合并后變?yōu)橐粋€像元，空間分辨率有所降低，提高了圖像信噪比。