[发明专利]基于自适应红外图像校正算法红外热像仪

说明书

技术领域

本发明涉及红外成像技术领域，尤其是一种基于自适应红外图像校正算法红外热像仪。

背景技术

红外焦平面器件是军用红外热成像系统的核心部件，是发达国家为保证其军事实力竞相发展的高科技产品，也是美国等西方国家对我国实行封锁/限制的关键技术。在民用领域，红外焦平面探测器广泛应用于航天、工业、农业、医学和科学研究中，是红外成像光谱仪，红外相机等仪器中的核心部件。随着焦平面探测器工艺水平的提高，红外焦平面的规模已扩大至上百万像元。但是由于探测元之间相应的不一致，导致了探测器阵列的固定模式噪声，通常表现为条纹状、网格状或斑驳感图案噪声。

在理想情况下，红外焦平面阵列受均匀辐射时，输出幅度应完全一样。而实际上，由于探测器的加工工艺、材料、温度和偏置情况的不均匀性，造成了输出幅度并不相同，即红外焦平面阵列在外界同一均匀辐射场输入时各个像元之间响应输出的不一致性，这就是所谓的红外焦平面阵列的非均匀性。从噪声的角度看，红外焦平面阵列噪声等于瞬态噪声和空间噪声的总和。瞬态噪声是光子噪声、暗电流噪声及读出电路噪声共同作用的结果。而空间噪声是红外焦平面阵列的非均匀性造成的，也称为固有空间噪声。瞬态噪声可以通过多次求测量值的平均来消除，而固有空间噪声必须通过校正才可以消除。

红外焦平面阵列器材的典型图像信号特征是不同的图像单元对应不同的红外探测单元。与多远探测器相比较，由于采用了多路传输等信号处理技术，使整体成像性能获得了显著提高，但由于放弃了放大器与探测器一一对应的工作模式，对红外焦平面阵列器材的空间均匀性提出了更高的技术要求。现阶段红外焦平面阵列的整体成像性能主要受探测器固定图案噪声限制，而不受时间噪声的限制。红外成像的非均匀性限制了红外焦平面阵列成像系统的应用，非均匀性问题降低了红外成像系统的温度分辨率，使目标图像的可视性受到严重影响。要解决红外焦平面阵列的非均匀性问题，就必须深入分析各种非均匀性的来源及其表现形式，研究出有效的校正技术对其进行后期算法校正恢复。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种可以实现对红外图像的自适应实时校正的基于自适应红外图像校正算法红外热像仪。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种基于自适应红外图像校正算法红外热像仪，其自适应红外图像校正算法包含以下步骤：

1)用两点定标法计算一组各单元的校正系数；

2)在校正系数的修正过程中，首先计算校正后的图像的统计特性，得到图像的一组统计均值数据，然后利用这组统计均值数据和原始图像校正数据获取每个像元的图像误差信息；

3)在系数修正中加入修正判断，以此来区分是图像边缘还是脉冲噪声，如果是图像边缘，则保留原校正系数，如果脉冲噪声，则根据误差信息修正系数，用修正后的系数进行非均匀性校正，便可始终得到高质量图像。

作为优选，所述步骤1)具体如下：在光路中插入一个均匀辐射的黑体，然后根据各阵列元对高温和低温下均匀黑体辐射的响应计算出增益因子G_ij和偏移因子O_ij，假设高温和低温下所有阵列元的响应分别为V_H和V_L，像元(i,j)在高温和低温均匀辐射下的响应分别为X_ij(φ_H)和X_ij(φ_L)，阵列元的行数和列数分别为M和N，则