[发明专利]一种红外图像条纹噪声消除方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种红外图像条纹噪声消除方法。

背景技术

由于制造工艺问题，红外焦平面阵列的输出电路通常是同一列(或行)像元共享同一个输出电路，由于列输出电路偏置电压不完全一致，产生的图像中包含以列条纹为主要特征的非均匀噪声，称为条纹噪声。

现有技术中，非均匀噪声的消除方法主要有基于标定的方法和基于场景校正的方法两大类。然而，基于标定的方法不能实时更新参数，需要假设在连续两次标定之间的很长一段时间内参数不变，而列输出电路偏置电压则变化较快，因此无法有效消除噪声。基于场景的校正方法虽然可以实时更新参数，但是也带来了两个问题：1)该方法需要很长时间的图像序列算法才能收敛；2)使用长时间的图像序列可能导致“伪影”现象(即将前面的图像显示在后面的图像上)，同样无法有效消除噪声。

因此，如何实时处理抑制条纹噪声依然是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种红外图像条纹噪声消除方法，其设计新颖合理，方法步骤简单，实现方便，能够实时处理消除红外图像中的条纹噪声，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种红外图像条纹噪声消除方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、红外图像采集：采用红外焦平面阵列采集红外图像并将采集到的红外图像同步传送给图像处理器，图像处理器读取红外焦平面阵列传送给其的第n帧红外图像zⁿ，所述第n帧红外图像zⁿ由M×N个像素构成，所述第n帧红外图像zⁿ中包括条纹噪声bⁿ；其中，n、M和N均为自然数，M和N的单位均为像素；

步骤二、计算第n帧红外图像zⁿ的N个列平均值：图像处理器根据公式j＝0,1,…,N-1计算第n帧红外图像zⁿ的第j列的列平均值cⁿ(j)，得到第n帧红外图像zⁿ的N个列平均值；其中，i为第n帧红外图像zⁿ的行坐标，j为第n帧红外图像zⁿ的列坐标，zⁿ(i,j)为第n帧红外图像zⁿ位于第i行、第j列处的像素值；

步骤三、图像处理器调用条纹噪声估计模块并根据第n帧红外图像zⁿ的N个列平均值估计所述第n帧红外图像zⁿ的条纹噪声bⁿ，具体过程如下：

步骤301、设消除了条纹噪声的第n帧红外图像位于第i行、第j列处的像素值为xⁿ(i,j)，消除了条纹噪声的第n帧红外图像位于第i行、第j-1列处的像素值为xⁿ(i,j-1)；则有消除了条纹噪声的第n帧红外图像位于第i行、第j列处的像素值xⁿ(i,j)的表达式为xⁿ(i,j)＝zⁿ(i,j)-bⁿ(j)，消除了条纹噪声的第n帧红外图像位于第i行、第j-1列处的像素值xⁿ(i,j-1)的表达式为xⁿ(i,j-1)＝zⁿ(i,j-1)-bⁿ(j-1)；其中，bⁿ(j)为第n帧红外图像位于第j列处的像素的条纹噪声，bⁿ(j-1)为第n帧红外图像位于第j-1列处的像素的条纹噪声，zⁿ(i,j-1)为第n帧红外图像zⁿ位于第i行、第j-1列处的像素值；

步骤302、用公式表示消除了条纹噪声的第n帧红外图像的列间差L；

步骤303、将表达式xⁿ(i,j)＝zⁿ(i,j)-bⁿ(j)和表达式xⁿ(i,j-1)＝zⁿ(i,j-1)-bⁿ(j-1)代入公式得到公式

步骤304、根据公式j＝0,1,…,N-1和公式j＝1,2,…,N-1对公式进行转换，得到采用列平均值表示的列间差其中，cⁿ(j-1)为第n帧红外图像zⁿ的第j-1列的列平均值；