[发明专利]一种实时红外图像复原方法

说明书

本发明提出一种实时红外图像复原方法，其特征在于：实时红外图像复原方法的实现系统包括：靶标、刀口仪、光学系统、光阑、探测器的光敏面、驱动电路、计算机；其中，所述靶标、光学系统和探测器的光敏面同轴，且探测器的光敏面在光学系统的焦平面上；刀口仪沿垂直光学系统的光轴方向移动；第一步，计算机控制驱动电路并接收所述靶标的采集图像；第二步，根据所采集的图像计算退化函数；第三步，根据退化函数计算逆滤波，进行图像复原。本方法根据红外成像的基本原理，求出红外图像复原的表达式，利用计算机强大的计算能力和FPGA的实时性来实现红外图像的实时复原。

技术领域

本发明涉及图像处理的图像复原与重建领域，特别涉及一种实时红外图像复原方法。

背景技术

红外探测、搜索、跟踪等各种系统都要求红外图像能够如实地反应目标及背景。实际上，囿于红外波长的物理特性、红外探测器的工艺水平、红外光学系统的截止频率较低等因素，造成红外成像系统的调制传递函数(MTF)截止频率很低，具有较高传递红外图像不可能像可见光一样能够清晰、细腻地再现目标及背景。

本发明提出一种利用红外成像复原方法。该方法利用红外成像系统的传递函数特性和FPGA的强大处理能力，来实现红外图像的实时复原。

发明内容

一种实时红外图像复原方法的实现步骤如下：

第一步搭建实时红外图像复原方法系统

一种实时红外图像复原方法的系统包括：靶标、刀口仪、光学系统、光阑、探测器的光敏面、驱动电路、计算机。

靶标、光学系统和探测器的光敏面同轴，且探测器的光敏面在光学系统的焦平面上即可；刀口仪沿垂直光学系统的光轴方向移动。其他组成的安装没有定量要求。

靶标的作用是提供频率特性已知的场景。刀口仪的主要作用是控制进入光学系统的光线数量和方向；光学系统的主要功能是收集景物的辐射能量，并把景物的能量及其分布映射到焦平面上；光学系统还能够决定景物在焦面上的尺寸、强弱等。光阑的作用是控制成像光线的多少、方向。探测器的作用是累积红外辐射产生电荷，并以电压(或电流等)的形式输出。驱动电路的作用是接收计算机指令，控制探测器工作；将探测器输出的模拟信号，合成图像后传输给计算机。计算机的作用发送指令、接收、显示图像并计算退化函数。

第二步上电，计算机控制驱动电路并接收驱动电路输出的红外图像

第三步根据采集的图像计算退化函数

退化函数的数学基础表达式如下。

红外系统的成像过程可以用(1)式表述：

g_(x,y)＝h_(x,y)*f_(x,y) (1)

其中，f_(x,y)为输入图像的数学表示，在本方法中为靶标；

g_(x,y)为输出图像的数学表示，在本方法中为计算机采集到的图像；

h_(x,y)为退化函数。

将(1)式转换成频域的表达式为：

G_(u,v)＝H_(u,v)F_(u,v) (2)

其中，F_(u,v)为f_(x,y)的傅里叶变换表达式；

G_(u,v)为g_(x,y)的傅里叶变换表达式；