[发明专利]彩色面阵CCD的自适应矫正

说明书

技术领域

本发明涉及彩色面阵CCD技术领域，具体为彩色面阵CCD的自适应矫正。

背景技术

由于色选机采用大幅面的面阵CCD探测器像元规模大，使得在非均匀性校正过程中数据处理量庞大，且其Bayer阵列中R、G、B各色彩通道的像元响应输出特性各不相同，非均匀性校正结果会影响到后续插值处理效果，处理不当容易产生偏色问题，上述因素使得彩色宽幅面阵航空相机在进行非均匀性校正时的难度加大。目前国内在非均匀性校正方面的研究多是在红外波段，或者是针对可见光波段的TDI型CCD探测器，这两类探测器像元数规模较小，处理速度快捷，且应用传统两点校正或多点校正即可达到良好的校正效果。针对宽幅面阵相机，尤其是Bayer彩色滤波阵列相机的非均匀性校正方面的研究不多，没有从相机整体角度进行非均匀性影响分析并进行校正。本专利以Bayer阵列宽幅面阵相机的成像模型为基础，结合基于实验室内辐射定标方法获取的相机辐射响应特性数据，以光谱响应输出值最高的色彩通道作为基准参考通道，提出基于辐射亮度反演和等能量色彩平衡的校正算法，并采用该算法对相机实际飞行成像图像进行了校正，校正后图像整体亮度均衡，且色调均匀，由于校正模型中引入了色彩平衡系数，避免了校正后图像的偏色问题，在实践应用中比仅使用辐射亮度反演的算法更便捷。

发明内容

本发明的目的在于提供彩色面阵CCD的自适应矫正，解决了背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：彩色面阵CCD的自适应矫正，包括面阵CCD非均匀性检测系统和校正算法两个部分，所述面阵CCD非均匀性检测系统对面阵CCD的均匀性进行检测，所述校正算法对面阵CCD非均匀性进行计算校正。

作为本发明的一种优选实施方式，所述面阵CCD非均匀性检测由LED光源、线阵CCD、信号处理电路、图像采集系统和亮度计构成，所述亮度计按线性调整所述LED光源的亮度，同时借助所述图像采集系统读出所述线阵CCD 此时的数值，反复几次，即可利用数据求出CCD的校正系数，在上位机上存储此系数，在每次使用色选机时，通过上位机发送此系数至FPGA通道板，FPGA 可以通过所述校正算法，输出校正过后的数值，与线阵不同的是面阵CCD的成像系统是一个平面，所以校正的系数还跟此CCD相元的位置有关系，我们可以把CCD成像平面划分成几个区域。

作为本发明的一种优选实施方式，所述校正算法对于彩色CCD探测器的非均匀性校正处理，经色彩平衡调节后，各基色具有相同的量子效率，增加通道间的平衡比例系数，式为:DN＝kcAcL+N式中:kc为各色彩通道的平衡比例系数，根据辐射标定结果，对于积分球输出的辐射亮度，以红色通道为基准进行归一化处理，对应不同辐射亮度输入，处理后绿、蓝通道同红色通道灰度输出比情况所示，采用最小二乘法拟合为kcx+b的形式，选取两幅亮度差异较大但均未出现饱和像元的积分球图像作为参考图像，求取待校正图像中每个像元对应的反演辐射亮度，组成辐射亮度反演矩阵，并根据反演亮度情况，以校正后像素不饱和为原则，选取适当的校正系数，最后引入平衡校正系数，根据公式进行校正，获得校正图像，其中任一像元对应的L(i， j)表达式为:

L＝[L2(DN-DN1)-L1(DN-DN2)]/(DN2-DN1)。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

根据彩色面阵CCD的自适应矫正的方法，并采用最小二乘拟合法获得R、 G、B各色彩通道像元的响应度曲线，同时获得等能量输入时各通道间的色彩平衡比例系数，根据各像元点响应特性及各通道间色彩平衡关系，提出基于辐射亮度反演及等能量色彩平衡参数的非均匀性校正算法，采用该算法对色选机图像进行校正，校正后图像整体色调均匀，因非均匀性所产生的偏色现象得到明显改善，且校正后图像各个色彩通道的平均梯度值有所提高，说明其图像细节信息更加丰富，可有效提高色选机的色选精度。

附图说明

图1为本发明彩色面阵CCD的自适应矫正的采用参考通道归一化后的其他通道灰度输出示意图；

图2为本发明彩色面阵CCD的自适应矫正的平衡比例系数拟合及拟合参数评估结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。