[发明专利]一种基于鱼眼镜头的红外图像非均匀性校正方法

说明书

本发明提出了一种基于鱼眼镜头的红外图像非均匀性校正方法，能够优化红外图像非均匀性校正效果，改善基于鱼眼镜头的红外探测器成像效果。本发明将基于鱼眼镜头的红外探测器成像范围划分为四个象限，逐步采集均匀黑体在每一个象限下的红外图像，然后依据一定的步骤将四个象限的图像拼接为一幅完整的红外图像。通过象限分割拼接法，有效地解决了基于鱼眼镜头的红外探测器180°视场在采集黑体图像时导致的边缘漏光问题，提高了红外图像非均匀性的矫正效果，提高了输出图像的质量，可充分发挥基于鱼眼镜头的红外探测器180°视场的特性。

技术领域

本发明涉及光电探测图像处理技术领域，具体涉及一种基于鱼眼镜头的红外图像非均匀性校正方法。

背景技术

红外探测器具有成像距离远、穿透性强等特点，被广泛应用于民用领域和军事领域。但是红外探测器采用的传统镜头成像范围狭窄、视场小，严重制约了红外探测器的观测能力。为了解决这一问题，往往采用多个探测器协作、将多探测器视场进行拼接的方式，极大地增加了设备成本，并且多探测器拼接时的灰度不一致也会影响拼接图像效果。为了解决这一问题，可以利用具有大视场角的鱼眼镜头。

鱼眼镜头是一种焦距为16mm或者更短的、视场角接近甚至超过180°的镜头，是一种特殊的广角镜头。这种镜头的前镜片直径很短并且呈抛物状向镜头前部凸出，与鱼的眼睛非常相似，通常被称为“鱼眼镜头”。基于鱼眼镜头的大视场角特性，如果红外探测器采用鱼眼镜头，只需要两个探测器便可以覆盖4π空间的全部视角。可以极大地减少设备成本，同时也可以降低拼接压力。但是也会导致一个问题：利用黑体对基于鱼眼镜头的红外探测器进行红外图像非均匀性校正时，由于鱼眼镜头具有180°成像视场，探测器在采集黑体图像时，仅有中间部分可以采集到正确的黑体图像，边缘部分存在“漏光”现象，即探测器边缘一定范围只能接收到自然背景的红外图像，无法采集到黑体图像，这会严重影响红外图像的校正效果。基于鱼眼镜头的红外探测器采集黑体图像示意图如图1所示。

可见，基于鱼眼镜头的红外探测器具有180°成像视场，使用平面黑体采集红外图像数据进行非均匀性校正时，镜头边缘无法采集到黑体图像，而通过调整探测器摆放方位时，采集到的红外图像只能部分覆盖黑体，严重影响非均匀性校正，进而影响探测器的成像效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种基于鱼眼镜头的红外图像非均匀性校正方法，能够优化红外图像非均匀性校正效果，改善基于鱼眼镜头的红外探测器成像效果。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于鱼眼镜头的红外图像非均匀性校正方法，将基于鱼眼镜头的红外探测器成像范围划分为四个象限，逐步采集均匀黑体在每一个象限下的红外图像，然后将四个象限的图像拼接为一幅完整的红外图像；

其中，在红外图像非均匀性校正之前，将同一温度下采集到的四个象限的黑体图像，按照象限分布填充到空白图像中，拼接成一幅完整的黑体图像；按照这一方式，依次将采集到的数据全部进行拼接，得到拼接后的完整黑体图像数据后，进行预处理操作，为后续的红外校正提供输入数据；针对同一温度下的连续100帧拼接黑体图像，求帧平均图像，得到每一个像素点处的帧平均灰度，然后利用帧平均图像，剔除红外图像中的盲元，然后依据校正关系，求解每一个像素处的校正系数，最终将全部校正系数固化存储，对以后采集的每一幅图像进行运算补偿。