[发明专利]一种多段系数自适应切换的红外图像非均匀校正方法

说明书

本发明提出一种用于红外探测器在观察温差较小的对地场景时的多段系数自适应切换的红外图像非均匀校正方法；该方法对红外探测器的近线性响应区进行细分，通过多段系数的线性拟合去接近探测器真实的响应曲线，并通过细分段的温度重叠及实时统计场景信息并合理设置切换阈值，在无人干预的条件下完成多段系数的自适应切换，这样既可以有效减少探测器响应非线性带来的校正误差，提高校正精度，又可避免系数的频繁切换引起的图像中断、闪烁等现象，具有良好的工程实用性。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种多段系数自适应切换的红外图像非均匀校正方法。

背景技术

红外焦平面探测器受材料、工艺和环境的影响，红外焦平面阵列各阵列单元存在着响应的非均匀性，它会导致红外成像系统的性能显著下降，以至使其难以满足红外成像系统的使用要求，因而工程中使用的红外焦平面阵列都采用非均匀性校正技术。

传统的两点校正算法建立在红外焦平面阵列元响应是线性的这种理想化假设下的,但实际情况并非如此。对于非均匀性较大或离标定点较远的部分,经两点校正后残留的非均匀性大,校正的效果差。之前发明人曾提出一种积分时间自适应切换的红外图像非均匀校正方法(中国专利申请201911277816.8)，该方法依据探测器的响应特性通过积分时间的调整，在观察温差较大的场景时将探测器的响应强行拉至其近线性响应段。但在实际工程应用过程中，又发现该方法在场景变化时接近温度切换的边界时会引起积分时间的频繁切换，进而出现图像中断、闪烁等现象，因此该方法适用于探测器需观察天空、地面及半天半地等温差较大的多种复杂场景，但并不适用于在探测器仅需观察温差较小的对地场景。探测器最佳积分时间的近线性段响应区域可覆盖温差较小的对地场景，若在探测器仅需观察温差较小的对地场景下，依然通过调整积分时间会导致探测器的响应偏高或偏低进而影响成像性能。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种用于红外探测器在观察温差较小的对地场景时的多段系数自适应切换的红外图像非均匀校正方法；该方法对红外探测器的近线性响应区进行细分，通过多段系数的线性拟合去接近探测器真实的响应曲线，并通过细分段的温度重叠及实时统计场景信息并合理设置切换阈值，在无人干预的条件下完成多段系数的自适应切换，这样既可以有效减少探测器响应非线性带来的校正误差，提高校正精度，又可避免系数的频繁切换引起的图像中断、闪烁等现象，具有良好的工程实用性。

本发明的技术方案为：

所述一种多段系数自适应切换的红外图像非均匀校正方法，包括以下步骤：

步骤1：依据观察场景的动态范围设置温度范围为5℃～35℃；

步骤2：依据热像仪5℃～35℃的观察场景温度范围，为避免系数的频繁切换引起的图像中断、闪烁等现象，温度段划分应有2℃的重叠区，即根据探测器的响应曲线特性可划分为5℃～17℃、15℃～27℃及25℃～35℃三个温度段，记为温度段1，温度段2及温度段3；

步骤3：选取温度段1的温度点即5℃和17℃分别为计算两点校正系数的低温点和高温点，借助黑体采集红外探测器在5℃和17℃两个温度点的红外原始图像y_Lij(φ_L)和y_Lij(φ_H)，利用公式计算红外图像的低温段两点校正系数增益G_Lij和偏置O_Lij：

其中i＝0,1,...,M-1；j＝0,1,...,N-1，M，N为红外焦平面探测器阵列大小；