[发明专利]一种红外热像仪系统的盲元替换方法

说明书

技术领域

本发明属于红外热像仪系统盲元检测与补偿技术领域。

背景技术

近年来，红外热成像仪在军事和民用方面都得到了广泛的应用，红外探测器是红外热成像仪的基础。红外探测器也称红外焦平面阵列(IRFPA，Infra-Red Focal Plane Array )，是现代红外成像系统的核心器件，是具有对红外敏感并兼有光子探测、电荷存储和信号处理功能的新一代红外探测器。

受制作工艺、材料质量等因素的限制，红外探测器不同程度的存在盲元，因此盲元是红外探测器所必须考虑的问题。在红外探测器器件的制造过程中，由于每个探测器在阻抗、容抗、热敏面积、电阻温度系数等方面均略有差别，这导致了焦平面阵列的非均匀性。如果某个探测器的非均匀性无法通过校正消除，那么该探测器就被认为是盲元。引起盲元产生的主要原因有物理损坏、响应率的非一致性、读出电路自身及其他的与探测器的耦合的非均匀性和暗电流影响等。盲元是从器件对黑体辐射的响应程度作为量化指标，包括死像元和过热像元。其中死像元是指像元响应率小于各有效像元平均响应率1/10的像元；而过热像元为像元噪声电压大于个有效像元平均噪声电压10倍的像元。

盲元的数量及其分布对器件性能的影响很大，如果盲元过多，输出红外图像中将出现大量的亮点或暗点，严重影响图像质量。因此在成像阶段对IRFPA中的盲元进行补偿，对提高红外图像质量，改善人眼视觉效果具有重要意义。

盲元替代技术是解决盲元问题的主要办法，是指根据相邻像素或前后帧图像的相关性对盲元信息进行预测和替代的过程。红外成像系统主要是对景物的实时动态成像，根据图像信息理论，其相邻像素或相邻帧之间的图像数据具有极高的相关性。根据插值理论，对于连续变化的函数，任何一点都可以通过邻域进行插值预测。插值分为线性插值和非线性插值。非线性插值计算复杂，对于实时性要求很高的红外热成像系统显然并不适合。目前均采用线性插值技术对盲元进行替代。

从检索到的文献看，目前大多采用中断方式实现盲元替代。盲元的位置已事先做成查找表存储于热成像系统内部。当红外图像被校正后，首先被保存下来。在两帧图像的间隙，由中断触发盲元替代程序，逐一查找替代盲元。中断程序结束以后，红外图像才能输出。传统的盲元替代方式不仅增加了存储空间的要求，也导致图像输出存在1-2帧的延迟。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外热像仪系统的盲元替换方法，以使经过盲元替换后的图像效果更理想。

本发明采用以下技术方案：

一种红外热像仪系统的盲元替换方法，红外焦平面阵列上的盲元被预先标识，首先对图像进行预处理，增加辅助边缘行、列，并置对应增加的辅助边缘点为0；

输入经过预处理的图像，以当前点及周围8点构成以当前点为中心的3×3计算单元；

从而，若当前点为盲元，则进行计算单元的均值计算，当前点输出为该计算单元内图像非盲元点的均值；

若当前点不是盲元，则延时后直接输出，延时时间为均值计算和替换的周期。

从上述方案可以看出，依据本发明改进了传统的均值滤波算法，对边缘点进行特殊处理，最终应用到红外成像系统中，其替换过程是连续的，不会产生图像输出的延迟。由于采用相邻8个点进行均值滤波，充分考虑相邻点的关联性，从而使得图像效果更理想。

上述红外热像仪系统的盲元替换方法，若当前计算单元内的所有原始图像点均为盲元，则使用当前点的前一非盲元点替代。

上述红外热像仪系统的盲元替换方法，均值计算的方法是对计算单元中周边点在剔除盲点后求和，然后以该计算单元中原始图像剔除盲元后的点数为除数、所述和为被除数求均值后输出为当前盲元的替换值。

上述红外热像仪系统的盲元替换方法，对红外焦平面阵列上盲元进行预先标识的方法为把盲元点标识为0。

上述红外热像仪系统的盲元替换方法，图像输入时按照串行的图像像素输入方式输入，并对图像信号进行计数，盲元替换过程中，首先把图像信号送入FIFO进行缓冲，输出的值进行所述均值计算，且均值计算将得到的连续三行图像相应左、中、右三点共九个数组组成所述计算单元。

附图说明

图1为依据本发明的一种红外热像仪系统的盲元替换方法的流程图。

图2为盲元替换前的图像效果。

图3为盲元替换后的图像效果。

具体实施方式