[发明专利]一种面阵凝视相机的探测信噪比提升方法在审

专利信息
申请号: 202011483462.5 申请日: 2020-12-15
公开(公告)号: CN112529810A 公开(公告)日: 2021-03-19
发明(设计)人: 张守才;石志城;迟冬南;杨天远;孙婷婷 申请(专利权)人: 北京空间机电研究所
主分类号: G06T5/00 分类号: G06T5/00;G06T7/30;G06T5/50;G06T7/70
代理公司: 中国航天科技专利中心 11009 代理人: 胡健男
地址: 100076 北京市丰*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 凝视 相机 探测 提升 方法
【说明书】:

发明是一种面阵凝视相机的探测信噪比提升方法,步骤如下:(1)根据面阵凝视相机采集的明暗各连续K帧图像,获得非均匀性校正系数;(2)面阵凝视相机连续采集多帧目标图像,根据步骤(1)得到的非均匀性校正系数,对采集的每帧目标图像进行非均匀性校正,得到降低空间噪声后的多帧目标图像;(3)对步骤(2)降低空间噪声后的多帧目标图像,进行图像配准,得到配准后的多帧目标图像;(4)对配准后的每帧目标图像,进行像元合并,得到像元合并后的各帧目标图像;(5)对像元合并后的各帧目标图像进行叠加处理,得到最终的一幅信噪比提升后的图像。

技术领域

本发明涉及一种面阵凝视相机的探测信噪比提升方法,属于遥感器光电成像技术领域。

背景技术

在海洋探测、深空探测、预警探测及微光成像等领域,可探测目标反射或辐射能量较低,属于对暗弱目标成像,使用传统相机探测手段,探测信噪比较低,很难满足高信噪比的应用需求。通过增大相机口径、延长积分时间等手段能够一定程度上增加探测目标的信号强度,但相机口径和探测器性能受目前技术限制,产生的信噪比增量仍不能满足高信噪比需求,因此需要寻求提高信噪比新的技术途径。

发明内容

本发明解决的技术问题为:克服上述现有技术的不足,提供一种面阵凝视相机的探测信噪比提升方法,采用时域多次采样叠加和空域像元合并的方法,提高暗弱目标的探测信噪比。

本发明解决的技术方案为:一种面阵凝视相机的探测信噪比提升方法,优选方案步骤如下:

(1)根据面阵凝视相机采集的明暗各连续K帧图像,获得非均匀性校正系数;

(2)面阵凝视相机连续采集多帧目标图像,根据步骤(1)得到的获得非均匀性校正系数,对采集的每帧目标图像进行非均匀性校正,得到降低空间噪声后的多帧目标图像;

(3)对步骤(2)降低空间噪声后的多帧目标图像,进行图像配准,得到配准后的多帧目标图像;

(4)对步骤(3)配准后的每帧目标图像,进行像元合并,得到像元合并后的各帧目标图像;

(5)对步骤(4)像元合并后的各帧目标图像进行叠加处理,得到最终的一幅信噪比提升后的图像。

优选的,(1)根据面阵凝视相机采集的明暗各连续K帧图像,获得非均匀性校正系数,具体为:

非均匀性校正系数采用两点法获取,面阵相机对积分球成像,分别将积分球设置为明暗两个亮度,由明暗两种图像确定的曲线S认为是探测器的标准响应曲线,由明暗两种图像各自均值以及各个像元响应值可以求得各个像元的校正系数。

优选的,(2)面阵凝视相机连续采集多帧目标图像,根据步骤(1)得到的获得非均匀性校正系数,对采集的每帧目标图像进行非均匀性校正,得到降低空间噪声后的多帧目标图像;具体为:

将获得的非均匀性校正系数分别代入每帧图像的探测单元响应值,进行逐像元校正,得到降低空间噪声后的多帧目标图像。

优选的,(3)对步骤(2)降低空间噪声后的多帧目标图像,进行图像配准,得到配准后的多帧目标图像;具体为:

由于卫星平台抖动及控姿不稳等原因,连续多帧图像间存在图像偏移,在进行后续多帧叠加前需要对获得的K帧图像进行图像配准;为了计算不同图像帧间的偏移,陀螺仪可以测量出不同帧图像的姿态变化,通过严格成像几何模型,可以计算出相邻帧之间图像像素偏移,最后根据计算的各帧图像偏移量,分别与第一帧图像进行配准。

优选的,(4)对步骤(3)配准后的每帧目标图像,进行像元合并,得到像元合并后的各帧目标图像;具体为:

像元合并采用同一帧图像中相邻像元DN值相加取平均的方式,多个像元合并后变为一个像元,空间分辨率有所降低,提高了图像信噪比。

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