[发明专利]扫描型红外成像系统的场景非均匀校正方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种红外图像的场景非均匀校正方法，更具体地说，本发明涉及一种扫描型红外成像系统的场景非均匀校正方法。

背景技术

红外成像系统抗干扰能力强，隐蔽性能好，大气穿透能力强，适应多种特殊场合。目前广泛使用的红外成像系统分为两类：一类是凝视型红外成像系统，系统中光学部分把红外场景聚焦到红外焦平面上；另一类是扫描型红外成像系统，系统由光机扫描和线列红外焦平面两部分够成，系统把场景沿扫描方向逐步映射到红外成像线列上。

无论是在扫描型红外成像系统中还是在凝视型红外成像系统中，受到制造工艺的影响，红外焦平面各个像元的响应并不一致，存在非均匀性，在图像中表现为固定样式噪声(fixed pattern noise，简称为FPN)，导致红外图像信噪比低，图像质量差。因此需要对红外图像进行非均匀校正处理去除FPN。由于FPN在时域上存在漂移特性，基于场景的自适应校正方法能够从非均匀性的表现形式出发进行校正，可以在一定程度上克服响应漂移带来的校正误差，不要求或只需要简单地标定，根据场景信息自适应地更新校正系数。

目前相对比较成熟的基于场景的自适应校正方法有时域处理算法、空域处理算法和基于运动估计的处理算法，但这些方法的提出都是针对凝视型红外成像系统提出的，而扫描型红外成像系统的场景非均匀校正方法还未受到重视。直接把凝视型红外成像系统的场景非均匀校正方法运用到扫描型红外成像系统中，存在一定的缺陷：导致收敛速度慢；没有考虑到扫描型红外成像系统的噪声特点，会导致处理的图像质量差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种扫描型红外成像系统的场景非均匀校正方法，其占用存储资源少，收敛速度快，处理的图像质量好。

本发明的技术方案如下：

一种扫描型红外成像系统的场景非均匀校正方法，其特征在于，包括以下步骤：从红外探测器获取红外视频流，并设置L＝1，判断红外视频流第L帧图像是否是红外视频流的第一帧，若第L帧图像是红外视频流的第一帧，则设置n＝0，读取线列探测器每个像元的增益系数G_n(i)和偏移系数O_n(i)，i表示不同的像元，根据增益系数G_n(i)和偏移系数O_n(i)对第L帧图像中每个像素进行非均匀校正，以得到非均匀校正结果，其中n为整数，对第L帧图像中每个像素的非均匀校正结果执行邻域中值处理，以得到非均匀校正期望结果，根据第L帧图像中每个像素的非均匀校正结果和非均匀校正期望结果，使用最小二乘法法对增益系数G_n(i)和偏移系数O_n(i)进行处理，以得到G_n+1(i)和O_n+1(i)，设置n＝n+1，输出非均匀校正结果，设置L＝L+1，并重复判断第L帧图像是否为视频流的第一帧图像的步骤。

本发明的方法还包括步骤：若第L帧图像不是视频流的第一帧图像，则读取第L帧中每个像素的增益系数G_n(i)和偏移系数O_n(i)，然后进入根据增益系数G_n(i)和偏移系数O_n(i)对第L帧图像中每个像素进行非均匀校正，以得到非均匀校正结果。

本发明的方法还包括步骤：在从红外探测器获取红外视频流，并设置L＝1的步骤之前，分别获取高温T_H和低温T_L下的均匀辐射场景图像x_i`j`(T_H)和x_i`j`(T_L)，其中i`为均匀辐射场景图像的像素的列坐标，j`为像素的行坐标，沿扫描方向逐行计算均匀辐射场景图像的灰度均值，以分别得线列扫描型探测器中第i个像元在高温T_H下的平均灰度响应X_i(T_H)和低温T_L下的平均灰度响应X_i(T_L)，计算公式如下：