[发明专利]一种基于场景适应的非均匀校正方法及其硬件实现装置

说明书

本发明提供一种基于场景适应的非均匀校正方法及其硬件实现装置，方法包括：采集原始红外图像，得像元数据，并统计帧数；初始化原始红外图像的校正参数，得到初始增益校正系数和初始偏置校正系数；进入初始校正模式，并确定当前校正模式，根据帧数逐帧进行非均匀校正，并判断是否更新初始增益校正系数和初始偏置校正系数，当判断为不进行更新时，得校正后的像元数据，当判断为进行更新时，得更新的校正参数及校正后的像元数据，校正后的像元数据即校正后的红外图像；缓存校正后的红外图像及更新的校正参数后存储至外部数据存储模块；装置包括：输入缓存模块、非均匀校正模块、偏移量累积计算模块、参数更新模块、输出缓存模块和外部数据存储模块。

技术领域

本发明属于信息技术领域，具体涉及一种基于场景适应的非均匀校正方法及其硬件实现装置。

背景技术

近年来，红外成像技术不断进步，尤其是反应灵敏、集成度高、耗能小的红外焦平面阵列的出现，使得红外成像技术在国家安防、环境监测、国民经济发展等各大领域发挥着不可替代的作用。其中红外焦平面阵列探测器具有灵敏度高、结构紧凑、作用距离远、抗干扰性好、穿透烟尘雾霾能力强、可全天候工作等优势，已经在国家安防、环境监测、国民经济发展等各大领域发挥着不可替代的作用。但是红外探测器还存在一些限制其性能和应用场景的因素，其中非均匀性是关键因素。

红外非均匀性表现为一种叠加在图像上的固定图案噪声。造成这种非均匀性的原因很多，首先是每个探测器单元的响应率不一致，其次是探测器读出电路自身及读出电路和探测器的耦合因素等。此外，红外探测器非均匀性的时间稳定性不佳，会随着工作时间的增加与外界环境的改变而缓慢飘移，严重影响图像的空间分辨率和温度灵敏度。所以，红外探测器必须采用相应的非均匀校正措施，来校正这种非均匀性造成的影响。

现有的非均匀校正方法有两大类：

一类是基于定标的方法：

定标法的使用前提是假设所有探测单元的输入与输出在某一温度范围内有线性关系。通过对已知的不同温度的黑体校准源测量探测器响应，推算出该温度范围内的线性系数，存储下来作为校正使用。实际中根据线性模拟的精度又可分为单点、两点或多点校准技术。这些技术存在的问题是不能有效抑制红外焦平面阵列中普遍存在的响应漂移。

公开号为CN103335724与公开号为CN105737990的两项专利均属于定标法类，相较于传统的两点定标法，分别做出了不同的改进，在不同工作条件下有不同的校正方式，但是仍然无法做到实时修改校正参数的功能。因此这两个算法的适用性仍然不足。当然另一种做法是是配套定标设备，但是存在的问题，一是定标过程会中断实时图像校正过程，二是定标设备不适合做在红外设备广泛应用的终端条件。

因此，尽管基于定标的方法是目前应用较广的技术，但需要对系统进行周期性的重复定标以消除参数漂移的影响，这就相应增加了系统的复杂性，降低了系统的可靠性和响应速度。

二类是基于场景的校正方法：

基于场景的校正算法指能够随着环境或场景变化而动态调整校正效果的一类算法，这类算法在后续场景变化时，不需借助参考辐射源，就可以有效地消除参数漂移的影响实现高精度、大动态氛围的自适应非均匀校正。现有的基于场景的校正算法包括两种：