[发明专利]一种红外焦平面探测器时域噪声像元快速标识方法

说明书

本发明提出了一种红外焦平面探测器时域噪声像元快速标识方法，通过统计各像元时域噪声特征，并根据噪声像元判定阈值，判断并标识无效像元，利用无效像元周围一定区域均值对无效像元进行替换。针对低可观测度目标成像探测系统对点目标探测识别需求，降低焦平面探测器时域噪声过大的像元对检测识别影响，并基于嵌入式系统完成像元噪声特征计算、无效像元的快速标识，提升红外成像系统的实时处理性能。

技术领域

本发明属于红外成像探测领域，具体涉及一种红外焦平面探测器时域噪声像元快速标识方法。

背景技术

在红外实时成像系统中，为获得良好成像质量，需要对红外焦平面探测器像元性能进行评判，快速有效地标识出有效像元、无效像元，避免无效像元对目标探测识别的影响；在对复合场景中的低可观测度点目标成像探测系统中，传统的无效像元的判定方法一般根据对不同温度的面源黑体的观测，根据像元响应信号均值、增益鉴别判定无效像元。由于制造工艺不足与材料缺陷等因素影响，红外焦平面探测像元响应非均匀性并非固定，形成所谓的“闪元”，“闪元”在每次开机后位置、噪声特性均有不同。在低可观测度目标检测系统中，将根据信号的时域特征增强目标的可观测特性，为此红外焦平面探测器的时域噪声将影响目标检测识别过程。

发明内容

本发明提出了一种红外焦平面探测器时域噪声像元快速标识方法，针对低可观测度目标成像探测系统对点目标探测识别需求，降低焦平面探测器时域噪声过大的像元对检测识别影响，并基于嵌入式系统完成像元噪声特征计算、无效像元的快速标识，提升红外成像系统的实时处理性能。

一种红外焦平面探测器时域噪声像元快速标识方法，包括如下步骤：

(1)统计像元时域噪声特征；

(2)标识无效像元；

(3)替换无效像元；

所述步骤(1)中，像元时域噪声均值

P_{T_Mean}(i，j，k)＝α×P_{T_Mean}(i，j，k-1)+(1-α)×P(i，j，k)

其中，P_{T_Mean}(i，j，k-1)为第(k-1)帧时像元P(i,j)时域均值，P(i,j,k)为第k帧时像元P(i,j)的值，α为迭代系数；

所述步骤(2)中，无效像元判定阈值InV_{T_Th}(i,j)＝N_{T_Th}×Img_{T_Std}，判定公式如下：

其中，N_{T_Th}为无效像元时域噪声系数，P_{T_Std}(i,j)为像元(i,j)的时域标准方差，Img_{T_Std}为图像时域标准方差。

所述步骤(3)中，计算图像P与无效像元替换模板TP_Invalid卷积，得到每一个像元的无效像元替换值P_{Inv_Rep}(i,j)，然后根据有效像元标志确定是否用无效像元替换值替换当前像元，得到像元输出值P_{Img_Replaced}(i,j)。

进一步的，所述迭代系数α的取值范围为0.75＜α＜1.0。

进一步的，所述无效像元替换模板TP_Invalid通过在无效像元中心的2×N_Inv+1区域内的有效像元均值替换得到，其中N_Inv为像元替换区域半径。

进一步的，所述N_Inv可以选择2或3。

本发明的有益效果如下：