[發明專利]一種基于溫漂特征線逼近的紅外圖像拼接校正方法

在審

• 申請號: 202110763276.5
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113658054A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 王小勇;文高進;吳立民;鐘燦;龍亮;王哲;黃浦
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/20;G06T5/50
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

本發明涉及一種基于溫漂特征線逼近的紅外圖像拼接校正方法，屬于紅外圖像處理領域；本發明實現了在紅外圖像拼接處理中同時進行溫漂特征計算和非均勻性校正處理，彌補了傳統紅外圖像拼接方法的不足的問題，提出了紅外圖像相對溫漂特征曲線多尺度逼近方法，形成了一種更穩定更有效的紅外圖像拼接方法，能夠有效去除紅外圖像中的溫漂噪聲，最大限度地保持圖像高頻信息，獲得高質量的紅外拼接結果圖像。

技術領域

本發明屬于紅外圖像處理領域，涉及一種基于溫漂特征線逼近的紅外圖像拼接校正方法。

背景技術

一方面，由于受制作工藝和材料的影響，紅外探測器每個像元的響應傳遞函數各不一樣，導致獲得的紅外圖像中存在條帶噪聲，被稱之為不均勻性噪聲。另一方面，受環境溫度和目標熱輻射等影響，紅外探測器自身溫度會不斷變化，形成不同程度的溫度漂移現象，這會導致探測器光譜響應度改變，引起探測器輸出電壓變化，,從而影響測量結果的重復性和準確性。當多片探測器協同工作時，會導致形成的圖像存在嚴重的不一致現象，給紅外圖像拼接帶來困難。兩方面的因素嚴重降低了圖像質量，極大地阻礙了紅外成像在醫療、監控、農林業等領域的廣泛應用，因此在開展多片探測器聯合紅外遙感應用時，必須進行基于溫漂處理拼接校正以提高紅外圖像的質量。

紅外圖像的拼接方法主要有兩種，基于輻射溫度計標定方法和片間非均勻性校正方法。輻射溫度計標定方法采用輻射溫度計對探測器自身溫度進行實時測量,獲得光譜響應度的溫漂曲線,通過數據擬合得到溫漂曲線的擬合方程,確定探測器溫度與光譜響應度之間的函數關系及溫漂修正系數,實現對探測器光譜響應度溫度漂移的修正。這種方法需要有給每個紅外探測器加裝輻射溫度計，對探測系統的結構設計和可靠性設計都帶來困難，在實際應用中這種方法局限性比較大。片間非均勻性校正方法一般采用兩點或多點非均勻性校正方法進行校正處理。兩種方法不能有效處理多探測器非線性溫漂問題，校正之后的圖像之間還是存在有色差問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出一種基于溫漂特征線逼近的紅外圖像拼接校正方法，能夠有效去除紅外圖像中的溫漂噪聲，最大限度地保持圖像高頻信息，獲得高質量的紅外拼接結果圖像。

本發明解決技術的方案是：

一種基于溫漂特征線逼近的紅外圖像拼接校正方法，包括如下步驟：

步驟一、設置初始化尺度參數d和第一次迭代的校正誤差e₁；

步驟二、輸入m行n列的紅外圖像X和s行n列的紅外圖像Y，計算紅外圖像X的擴展圖像計算紅外圖像Y的擴展圖像

步驟三、計算多尺度濾波器H和溫漂初始曲線V；

步驟四、根據擴展圖像擴展圖像多尺度濾波器H和溫漂初始曲線V進行逼近校正優化處理，獲得最終校正誤差e_d；

步驟五、對e_d進行判斷，當e_d＜e_d-1時，將第d次迭代的溫漂曲線記為溫漂優化曲線并將d值記為最優尺度并進入步驟六；當e_d≥e_d-1時，直接進入步驟六；

步驟六、設置閾值D，將d值與閾值D進行比較，當d＞D時，進入步驟七；否則返回步驟二；

步驟七、根據溫漂優化曲線e_d＜e_d-1、最優尺度對紅外圖像X和紅外圖像Y進行逼近拼接處理，獲得拼接后的結果圖

在上述的一種基于溫漂特征線逼近的紅外圖像拼接校正方法，所述步驟一中，d＝2，e₁＝1。

在上述的一種基于溫漂特征線逼近的紅外圖像拼接校正方法，所述步驟二中，為m行n+2d-2列矩陣；為s行n+2d-2列矩陣；其中，擴展圖像的迭代公式滿足：