[发明专利]一种基于sigma滤波器的红外焦平面非均匀性校正方法

摘要

本发明公开了一种基于sigma滤波器的红外焦平面非均匀性校正方法，该方法对线性校正后的图像进行模板大小为5x5的sigma滤波，在实现边缘保持平滑滤波的同时，完成校正参数迭代步长自适应调整以及异常像素（坏元、冲激噪声）检测与替换，采用变化参考图像实现运动检测，只有当校正图像与变化参考图像的差值大于变化阈值时才对非均匀性校正参数进行自适应迭代步长的更新。本发明将sigma滤波器用于红外焦平面非均匀性校正，利用其边缘保持特性降低非均匀性参数估计误差，增强“鬼影”抑制能力，同时利用sigma滤波器实现自适应迭代步长与异常像素检测与替换，计算复杂度低，适合硬件电路实现。

主权项

一种基于sigma滤波器的红外焦平面非均匀性校正方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤101：逐帧接收红外焦平面输出图像，并依据红外焦平面输出图像中当前帧每个像素位置的增益、偏移校正参数值完成线性校正，具体公式如下：yij(n)＝gij(n)xij(n)+oij(n)其中xij(n)为红外焦平面输出图像的当前帧，i和j分别表示像素位置的行、列坐标，n表示当前帧的序号，gij(n)和oij(n)分别为当前帧的增益、偏移校正系数；步骤102：对线性校正后的图像进行模板大小为5x5的sigma滤波，以得到目标图像，将校正图像与目标图像相减得到误差图像，具体公式如下：eij(n)＝yij(n)‑tij(n)其中yij(n)为线性校正后的图像，tij(n)为sigma滤波器输出的目标图像，eij(n)为误差图像。sigma滤波器同时进行异常像素（坏元、冲激噪声）的检测与替换，并输出非均匀性校正参数自适应迭代步长ηij(n)；步骤103：将校正图像与变化参考图像相减后取绝对值，得到差值图像。然后将差值图像每个像素的值与变化阈值比较，如果差值图像的像素值大于变化阈值，则以步骤102中的自适应迭代步长作为迭代步长，并将变化参考图像中相应像素位置的值更新为校正图像中该像素位置的值；否则，设置迭代步长为0，并保持变化参考图像的值不变，具体公式如下： η ij ′ ( n ) = η ij ( n ) , | t ij ( n ) - z ij ( n ) | > T 0 , else z ij ( n + 1 ) = t ij ( n ) , | t ij ( n ) - z ij ( n ) | > T z ij ( n ) , else 其中η′ij(n)为迭代步长，ηij(n)为步骤102中得到的自适应迭代步长，tij(n)为步骤102得到的目标图像，zij(n)为变化参考图像，zij(n+1)为用于下一帧的变化参考图像，T为变化阈值。zij(n)的初始值设置为大于输入图像最大值；步骤104：完成每个像素位置的校正参数的更新，具体公式如下：gij(n+1)＝gij(n)‑η′ij(n)eij(n)·yij(n)oij(n+1)＝oij(n)‑η′ij(n)eij(n)其中gij(n+1)为更新后的增益校正参数，oij(n+1)为更新后的偏移校正参数，η′ij(n)为步骤103得到的迭代步长，eij(n)为步骤102得到的误差图像，yij(n)为步骤101得到的校正图像；步骤105：重复以上步骤101至104，直到红外焦平面输出图像的所有帧都处理完毕为止。