[发明专利]一种红外图像多段单点校正参数修正方法

说明书

本发明提出一种红外图像多段单点校正参数修正方法，通过利用在不同时间多次开机情况下探测器的响应曲线增益变化不大的特点，对不同温度段的多段校正补偿参数进行个性化修正，改善现有的两点多段单点校正算法在不同温度段使用同一组补偿参数的不足，使其在初始温度段以外的其它温度段依然能够获取较好的非均匀性校正效果，从而进一步提高红外图像的质量。

技术领域

本发明属于红外成像及红外探测器技术领域，涉及对红外图像的非均匀性校正技术，具体涉及一种红外探测器图像多段单点校正参数修正方法。

背景技术

由于红外探测器各单元的响应度不一致、读出电路以及读出电路与探测器耦合等因素的存在，导致所得到的红外图像具有非均匀性，如图1所示。这将使得红外成像系统对温度和目标细节的分辨能力显著下降，严重影响红外成像系统的实际应用，因此必须对红外成像系统进行非均匀性校正，降低固定模式噪声，提高成像质量。

现有的非均匀校正法大致分为二大类。第一种是基于定标的方法，其根据不同温度参考源来计算探测器各单元的增益和偏置参数，主要包括一点定标法、两点定标法、多点定标法、“s”曲线模型法、最小二乘多项式拟合法；第二种是基于场景的方法，该种方法利用场景信息来估计探测器参数，主要有恒定统计平均法、卡尔曼滤波法、时域高通滤波法、轨迹跟踪法、人工神经网络法、代数法等。其中两点定标法的应用比较广泛，特别是基于两点定标法发展出来的两点多段单点校正方法可以在更大的温度范围对红外图像进行非均匀性校正，并且可以对两点多段校正后的参数进行修正，在实际应用中取得了较好的效果。该方法的主要实现方式是在出厂前标定不同温度段的两点校正参数，在开机时利用工作环境仅能提供的特定温度均匀辐射面进行单点修正，并将得到的补偿参数用于修正各段的两点校正结果，在随后的使用时根据需要自动切换到对应的系数段实现校正。这种方法具体操作起来简便可行，而且在整个温度段特别是在特定温度所在的温度段表现很好，然而实际应用时当系统切换到除特定温度所在温度段外的其它温度段时，由于此时场景温度与初始温度段差别较大，致使该方法的校正效果与理想效果之间仍有一定差距。

发明内容

本发明的目的是针对现有红外探测器图像两点多段单点校正方法的不足进行改进，提供一种多段校正参数修正方法，以期进一步提高红外图像的质量。

本发明的技术方案如下：

一种红外图像多段单点校正参数修正方法，其特征在于，采用以下步骤：

(1)红外成像系统出厂前：

(11)将红外成像系统需要工作的温度范围根据需求合理地划分为K段，然后分别按照以下公式

获取各段的两点校正系数包括增益G_k(i,j)和偏置O_k(i,j)并预存至系统中；

上述公式中，i和j代表宽高为M×N的图像中的第i行、第j列，和分别为探测器各单元在入射辐射φ(T1)和φ(T2)各自作用下的原始响应信号H(i,j)和L(i,j)的平均值；

(12)计算系统工作时所提供的特定校正温度的均匀辐射值x_k0(i,j)与各温度段的段中温度的均匀辐射值x_k1(i,j)(k1＝1,2,...,K；k1≠k0)的差值矩阵δ_k01(i,j)、δ_k02(i,j)、...δ_k0K(i,j)，并将这些差值矩阵预存至系统中；

(2)红外成像系统工作时：

(21)上电工作后在特定校正温度所处温度段k0获取x_k0(i,j)并利用以下公式