[发明专利]红外图像处理方法、装置、系统以及计算机可读存储介质

说明书

本发明涉及红外图像处理技术领域，提供一种红外图像处理方法、装置、系统以及计算机可读存储介质。本发明基于黑体数据的列均值数据进行列条纹校正，即根据红外图像的灰度值，利用黑体数据的列均值数据，判断列条纹所处的温度得到列条纹；然后将非均匀校正输出的红外图像去除列条纹，输出列条纹校正的红外图像。本发明基于多段两点与不同温度区间的列条纹校正结合的融合校正，相比现有的多点校正的数据点较少，降低运算的复杂度和校正的准确性，不需要增加DDR读写功能，降低了内存和复杂度，可进一步提高校正的精度和准确率。

技术领域

本发明涉及红外图像处理技术领域，尤其是基于FPGA内存优化的红外图像的校正，具体而言涉及一种红外图像处理方法、装置、系统以及计算机可读存储介质。

背景技术

红外热成像技术有效地拓宽了人类的视力范围，在军事和民用领域都有广泛的应用。红外热成像运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形。

在红外热成像探测系统中，主要通过探测器进行辐射的探测并通过后端的处理电路进行信号处理，将热辐射信号转换为温度/温度场的分布，形成可视化的图像和图形以及其动态变化过程。红外图像中的不规则条纹是红外焦平面阵列非均匀性的体现，其产生的非均匀性是制约红外成像系统成像质量的关键因素。然而，非均匀性产生的原因十分复杂，在成像系统/仪器生产过程中完全消除其非均匀性是不现实的，目前常用的方式是通过非均匀性校正来提高其性能有效去除图像的非均匀性，补偿探测器的响应不一致，去除低频固定模式噪声，改善图像质量。

现有技术针对基于黑体标定的校正方法中，以两点校正最为常用。目前从市售成熟红外热成像探测系统(红外相机)往往通过两点校正方式来计算每一个探测元在若干个焦平面阵列温度下的校正系数，然后存储至FPGA的寄存器中，在实际采集中，根据当前FPGA的温度进行插值计算，得到相应的校正系数，实现噪声的消除。

在进一步的优化过程中，改善两点校正存在的列条纹的问题，多点校正可解决两点校正不完全出现的列条纹问题，但需要存储(n+1)*i_max*j_max数据内存，其中n为温度区间个数，i_max，j_max为像素点的行数、列数，需要FPGA存储更多的参数，占用大量的FPGA内存，该方法不可避免地增加了功耗。

发明内容

本发明目的的第一方面在于提供一种基于FPGA内存优化的红外图像处理方法，基于多段两点与不同温度区间的列条纹校正结合的融合校正，相比现有的多点校正选取的温度点的少，降低运算的复杂度和校正的准确性，用作多点校正(多段两点)的补充或代替。

进一步地，本发明在的第一方面目的基础上，对列条纹校正进行优化，还基于黑体列均值数据判断进行列条纹优化校正，降低FPGA的内存占用，同时可用FPGA的片内进行内存，不需要增加DDR读写功能，降低内存使用和复杂度，并进一步提高校正的准确率和精度。

根据本发明目的的第一方面提出一种红外图像处理方法，包括以下步骤：

步骤1、获取红外探测器采集的不同温度的黑体数据；

步骤2、图像预处理；

步骤3、基于预处理后的黑体数据，采用多点校正(包含两点校正)的方式得到增益系数和偏置系数；

步骤4、基于增益系数和偏置系数对黑体数据进行校正，得到不同温度下校正的黑体数据，并获取不同温度下对应的列条纹；

步骤5、基于增益系数和偏置系数对输入的红外图像进行非均匀校正；以及

步骤6、根据红外图像的灰度值，利用黑体的温度数据判断列条纹所处的温度，获得所处温度下的列条纹，对红外图像进行列条纹校正，得到去除列条纹的红外图像输出。