[发明专利]一种用于面阵相机成像的平场校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种校正方法，具体是一种用于面阵相机成像的平场校正方法。

背景技术

在现有成像技术中，成像镜头和照明会造成图像的不均匀，影响成像结果。同时，当相机自身存在固定模式噪声或者光响应不均匀时，所采集的图像也会出现不均匀。针对照明成像的非均匀性校正方法只考虑到照明和成像的非均匀性，未对相机自身的固定模式噪声进行校正；针对相机和照明一起的非均匀性做的平场校正未考虑到校正过程的复杂性和频繁性。例如：红外面阵相机因为其凝视成像、高帧频的优点，广泛应用于测绘遥感、夜视侦察、温度监控等各类红外成像系统中。由于现阶段制造水平的限制，红外面阵相机各探测元之间普遍存在响应的非均匀性，这种非均匀性形成了固定图案噪声，影响了系统的成像质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于面阵相机成像的平场校正方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于面阵相机成像的平场校正方法，包括如下步骤：a.获取均匀样本的亮图像(white)、暗图像(black)；b.计算相机传感器自身的固定模式噪声和光响应非均匀性；c.根据实际成像样品及环境，获取照明成像的非均匀性；d.计算平场校正的各项系数，对采集到的图像做校正。

作为本发明再进一步的方案：对于同一个相机，a、b步骤只需要做一次，当照明和成像发变化时，只需要结合a，b步骤的结果完成c，d步骤即可得到平场校正后的图像结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明方法不需要频繁的采用均一样本来进行平场校正，可以根据现场条件选择易于得到的样本来获得照明成像的非均匀性，同时结合预先获取的white图和black图获得相机的固定模式噪声和光响应非均匀性系数，可以很方便快捷的获得相机的平场校正系数。使用本方法做平场校正的效果与现有方法的校正效果相当，能完全解决由相机传感器固定模式噪声、光响应非均匀性、照明成像光路不均匀造成的图像质量下降。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，一种用于面阵相机成像的平场校正方法，包括如下步骤：a.获取均匀样本的亮图像(white)、暗图像(black)；b.计算相机传感器自身的固定模式噪声和光响应非均匀性；c.根据实际成像样品及环境，获取照明成像的非均匀性；d.计算平场校正的各项系数，对采集到的图像做校正。

对于同一个相机，a、b步骤只需要做一次，当照明和成像发变化时，只需要结合a，b步骤的结果完成c，d步骤即可得到平场校正后的图像结果。

对于整个成像系统需要校正掉相机传感器中的固定模式噪声(FPN)、光响应不均匀(PRNU)以及照明和成像造成的光强分布的不均匀(Nonuniformity)。

在实际处理中，PRNU和Nonuniformity混合在一起，难以分开。在通常的校正操作中需要很细致的使用均一样本来采集white和black图像，然后根据white和black图像计算平场校正系数：

white＝p+f

black＝p×α+f

p为与光强相关的响应系数，包含相机传感器响应非均匀性和光强分布不均匀；f为相机传感器固定模式噪声；α为黑白图光强比值。

真实图像I与实际获取的图像I0之间的关系可表示为：

I＝(I0-f)*p

P可以表示为乘性系数K；-f*p可表示为加性系数A。即I＝I0*K+A。

为了避免样本上的脏污对校正系数造成影响，需要在采集white和black图像时多次拍照。这在实际使用中很繁琐，当现场环境不允许找到额外的均一样本时，该方法也很不方便，甚至不具有操作性。同时，当光学系统调试或更换后，由于照明成像均匀性的差异，原有的系数可能不再适用。这些都需要有一套简便可行的方法来产生校正系数。