[发明专利]用于热成像系统的固定模式噪声减轻

说明书

其视场FOV经历相对于观察的场景的偶尔移动的成像系统可以被配置为减少获取的图像数据的固定模式噪声(FPN)。可以通过借助于一系列的步骤发展逐个像素的FPN校正项来减少FPN，所述步骤包括使图像模糊，识别要从一些计算排除的像素，用于移动下的帧的移动检测器和FPN更新器，以及用于静止的帧的FPN衰减元件。

技术领域

本公开一般涉及用于诸如特别是包括热成像的照相机以及可视成像照相机的成像系统的固定模式噪声(FPN)减少，并且特别是涉及用于开发可以应用于图像数据的FPN滤波的系统和方法。

背景技术

诸如测热辐射计(bolometer)焦面阵列(FPA)的高性能、低成本未冷却红外成像设备的越来越多的可用性使得能够设计和制造能够进行质量热成像的大规模制造、面向消费者的红外(IR)照相机。这种热成像传感器长期昂贵并且难以制造，因此限制高性能、长波成像向诸如航空(aerospace)、军事或大尺寸商业应用的高值设施的使用。大规模制造的IR照相机可以具有与复杂的军事或工业系统不同的设计需求。这种系统中的固定模式噪声可能超过可接受的水平，因此，可能希望滤除FPN的新方式。

发明内容

这里描述的示例性实施例具有新颖性特征，在这些特征中没有单个的一个是必需的或者单独地负责它们的希望的属性。在不限制权利要求的范围的情况下，将概括有利的特征中的一些。

在一些实施例中，视场FOV经受相对于观察的场景的偶尔移动的成像系统可以被配置为减少获取的图像数据的固定模式噪声(FPN)。可以通过通过一系列的步骤发展逐个像素的FPN校正项来减少FPN，所述步骤包括使图像模糊，识别要从一些计算排除的像素，用于移动下的帧的移动检测器和FPN更新器，以及用于静止的帧的FPN衰减元件。

在第一方面中，描述了一种用于减少成像系统中的固定模式噪声(FPN)的方法，成像系统包括至少一个成像传感器和关联的图像信号处理链，其中，图像像素数据的连续的帧被产生和传递到图像信号处理链，并且，这里，成像系统的视场(FOV)经受相对于成像场景的偶尔移动。所述方法包括：选择一组像素P_{x,y sig}，所述一组像素P_{x,y sig}包含图像帧的至少一部分，应用FPN滤波以产生FPN校正项FPN_x,y，以及至少部分地基于来自之前图像帧的FPN_x,y修改P_{x,y sig}的单个像素，以产生用于计算当前帧的FPN_x,y的值的经校正的一组像素P_x,y。应用FPN滤波包含：将像素Px,y中的至少一些模糊化以创建模糊像素组K_x,y，并且对于至少一个后面的帧保存模糊像素组K_x,y，其中，K_x,y值在FPN滤波的应用期间对于当前帧和至少一个之前帧是可用的；将满足一个或更多个预先确定的准则的像素识别为对于当前图像帧的排除像素；通过比较来自当前帧和至少一个之前帧的K_x,y值，检测图像移动，当检测到移动时，至少部分地基于用于当前非排除像素的P_x,y和K_x,y并且至少部分地基于用于当前排除像素的之前的FPN_x,y信息，计算更新的FPN_x,y项；以及当没有检测到移动时，对于排除像素和非排除像素均使FPN_x,y衰减。

在第一方面的一些实施例中，一组像素P_{x,y sig}包含远离图像帧边界的至少一个像素。在第一方面的一些实施例中，将像素Px,y中的至少一些模糊化包含：对选择的像素应用滚动核；以及用从中心像素的最近邻居像素导出的像素值替代各核的中心像素，以创建模糊像素K_x,y。在第一方面的一些实施例中，创建模糊像素组K_x,y包含计算最近邻居像素的平均值、中值、缩放平均值或缩放中值中的至少一个。