[发明专利]红外焦平面阵列的盲元检测方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种红外焦平面阵列的盲元检测方法与装置。

背景技术

受现阶段材料和制造工艺等因素的影响，红外焦平面阵列探测器普遍存在着无效像元，这些无效像元又称为盲元。如果在成像时不进行相应的处理，那么盲元就会使得红外图像在其相应的位置出现亮点或者暗点，从而严重影响红外成像的质量，因而，对盲元进行补偿是红外成像处理中不可或缺的一个环节。然而，盲元补偿的前提及基础在于能够对盲元进行有效地检测，因此，高效的盲元检测方法对于红外成像质量的提高有着重要的意义。

目前，通过对不同温度下黑体辐射源的探测器图像数据进行分析并检测出盲元是较为常用的方法。公告号为CN103076156A的专利中公开了一种红外焦平面阵列的多判据盲元检测方法，其在高中低三个温度下分别采集记录足够数量的黑体图像数据，利用每个像元的统计量与整个焦平面的统计量进行比较检测出盲元。该方法存在的缺陷在于统计量的计算需要对所有的黑体图像数据进行存储，无疑给硬件实现带来了不便。文献“一种新的红外焦平面阵列盲元检测与补偿方法”提出了在连续若干天分别采集并记录30个温度点的黑体图像，通过将每个像元与周围8邻域的中值比较进行盲元判别。该方法实施盲元检测的周期较长，不够快速，且同样存在存储开销大的缺点。此外，这类方法需要黑体和相应的温度控制装置，对很多应用场合(如机载设备)而言，这种依赖给使用造成了很大的困难。

在现有技术中，公布号为CN103335716A的专利中公开了一种基于变积分时间的面阵红外相机定标与非均匀性校正方法，通过改变红外焦平面的积分时间并采集足够数量的图像用于计算增益数据，以及利用增益数据进行局部比较进行盲元检测。虽然该方法不需要黑体及温控装置的辅助，但积分时间点的调整使得盲元检测难以快速实施。

《红外焦平面阵列盲元检测与补偿算法研究》(张小龙等)，基于均匀背景的红外图像的灰度值近似于正态分布的特性，给出了一种盲元检测方法；但该方案的准确率差。

发明内容

本发明的目的是提供一种红外焦平面阵列的盲元检测方法，用以解决的现有盲元检测方法稳定性差问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：红外焦平面阵列的盲元检测方法，步骤如下：

1)初始化步骤：红外系统上电并且遮挡光路；

2)逐次采集步骤：每次采集一帧探测器原始图像数据I_t，t当前为采集次数；

3)每次采集后进行的处理步骤：每次采集后，依次对每个像元为中心进行加窗，计算该像元设定范围邻域内像元的局部均值μ_local以及局部标准差σ_local，如果该像元与局部均值μ_local之差大于三倍局部标准差σ_local，则对该像元进行对应计数；

4)盲元判断步骤：采集T次后，统计像元的对应计数值，若其对应计数值大于设定阈值，则判定为盲元；

步骤3)中，同时，对原始图像数据It进行叠加；步骤4)中，对叠加T次的原始图像数据，对每个像元求平均，并计算全局均值μ_global以及全局标准差σ_global，对于与全局均值μ_global的差值大于三倍全局标准差σ_global的像元，也判定为盲元。

设置时域证据图像即E_v用于对像元进行对应计数；时域证据图像的初值E_v(i，j)＝0，E_v(i，j)中，i，j为像元坐标；当像元与局部均值μ_local之差大于三倍局部标准差σ_local时，将该像元时域证据图像在相应位置加1。

设置时域平均图像E_m(i，j)用于原始图像的叠加，时域平均图像的初值E_m(i，j)＝0，E_m(i，j)中，i，j为像元坐标；每次采集后，将当前采集到的原始图像叠加到时域平均图像。

所述局部均值μ_local与局部标准差σ_local的具体计算公式为：