一种实时红外探测器盲元检测提取及校正的方法与流程

本发明属于红外成像技术领域，具体涉及一种实时红外探测器盲元检测提取及校正的方法。

背景技术：

非制冷红外探测器已广泛应用于瞄具及其他观察仪器上。红外瞄具在冲击、振动过程中，会产生盲元。图像盲元会严重影响产品使用，不利于对观察者对目标的识别。因而需要对非制冷红外探测器进行实时盲元提取与校正。常规的盲元提取，首先在中止产品的使用的条件下，需要通过人眼对盲元识别，并通过按键操作或者串口软件操作来定位盲元坐标；该操作方法非常繁琐，严重影响产品使用的实时性。因此，有必要对红外探测器的盲元实时智能提取与校正。

发明创造内容

针对现有的盲元提取存在的缺陷，本发明创造提供了一种实时红外探测器盲元检测提取及校正的方法，应用在非制冷红外探测器的机芯组件上，利用该方法可实时对红外探测器盲元进行检测提取和校正。

为了实现上述的目的，本发明采用的技术方案：该实时红外探测器盲元检测提取及校正的方法，其特征在于按下述步骤操作：

1）与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距非常大的盲元提取

红外探测器图像逐行输出，进而利用梯度矩阵a={-1，-1，-1；-1，1，-1；-1，-1，-1}进行卷积运算得到像素值为b，如果b的绝对值大于对应阀值时，则判定为与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距非常大的盲元；

2）完全没有任何感应或者响应率非常低的盲元提取

通过图像采集，采集多帧不同图像，对全部的帧图像每个像素点的图像灰度值时域上求均值，如果某个像素点值小于对应阀值时，则判定为完全没有任何感应或者响应率非常低的盲元；

3）与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距比较小的盲元提取

响应率变化差距比较小的盲元对于红外图像的响应接近正常像素点输出，将该像元当成红外探测器非均匀性来处理，该像元具有一定响应率，但是均匀性比较差，利用非均匀性对其进行修补；对于红外图像非均匀性修补的正常图像处理方法，利用挡片校正技术，在对图像非均匀校正时，利用最终输出的图像实时提取盲元，在挡片校正时，图像输出的灰度值非常均匀，取采集的挡片图像x，图像灰度均值为ex，如果某个像元的灰度值与ex之差的绝对值大于阀值时，则判定为与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距比较小的盲元；

4）盲元校正处理

通过以上步骤能够提取在实际产品使用过程中出现的所有盲元，确定盲元坐标后，利用临近的非盲元像素的灰度值替换该盲元的灰度值，进而达到对盲元校正处理。

所述步骤1）中的对应阀值为100；所述步骤2）中的对应阀值为3000；所述步骤3）中的阀值为50。

所述步骤1）中的采集多帧不同图像，为20帧或大于20帧图像。

所述红外探测器图像采集帧频率为50hz，所述红外探测器图像利用14位ad采集的原始数据作为图像处理原始数据。

采用上述技术方案的有益效果：该实时红外探测器盲元检测提取及校正的方法，其根据盲元的特征，首先将盲元分为三类：1）完全没有任何感应的像素点或者响应率非常低的像素点；2）与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距非常大的像素点；3）与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距比较小的像素点。以上三种盲元，尤其前两种盲元严重影响红外图像观察和目标识别，均需要实时进行修补。如何对红外探测器三类盲元进行提取是本发明的重点，本发明方法能够实时进行盲元提取与校正，无需中断产品正常工作；算法执行效率高，无需占用更多资源，便于fpga等平台实现；盲元的误判率低。盲元修正后，能够有效提升目标识别率，避免盲元被当成弱小目标。该方法适用于非制冷红外探测器的枪类瞄具、炮类瞄具的产品上，通过红外图像传感器盲元检测提取与校正的智能算法，可以自动替换红外探测器因强冲击、振动过程中出现的盲元。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步详细说明。

图1为本发明算法流程图；

图2完全没有任何感应或者响应率非常低的盲元示意图；

图3与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距非常大的盲元示意图；

图4与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距比较小的盲元示意图。

具体实施方式

如图1所示，：该实时红外探测器盲元检测提取及校正的方法，按下述步骤实施：

1)第一步：

红外探测器图像逐行输出，进而利用梯度矩阵a={-1，-1，-1；-1，1，-1；-1，-1，-1}进行卷积运算得到像素值为b，如果b的绝对值大于对应3000，则判定为与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距非常大的盲元，从而提取如图3所示的盲元。利用临近的非盲元像素的灰度值替换该盲元的灰度值。

2)第二步：

通过图像采集，采集20帧不同图像，对20帧图像每个像素点的图像灰度值时域上求均值，如果某个像素点值小于对应100,则判定为完全没有任何感应或者响应率非常低的盲元，从而提取如图2所示的盲元。利用临近的非盲元像素的灰度值替换该盲元的灰度值。

3)第三步：

响应率变化差距比较小的盲元对于红外图像的响应接近正常像素点输出，进而可以将该像元当成红外探测器非均匀性来处理，也即具有一定响应率，但是均匀性比较差，需要利用非均匀性进行修补。对于红外图像非均匀性修补的正常图像处理方法：图像标定和挡片校正。图像标定需要标定源（热辐射均匀的黑体），在实际产品装备中，无法找到该装置。本发明，利用挡片校正技术，在对图像非均匀校正时，利用最终输出的图像实时提取盲元。在挡片校正时，图像输出的灰度值非常均匀，取采集的挡片图像x，图像灰度均值为ex，如果某个像元的灰度值与ex之差的绝对值大于50，则判定为与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距比较小的盲元。从而提取如图4所示的盲元。利用临近的非盲元像素的灰度值替换该盲元的灰度值。

本发明方法对红外探测器硬件基本方案：由于人眼可识别的视频频率为25hz，在不影响最终输出的观察视频帧率下，结合红外图像进行时域算法处理优势，本红外机芯硬件图像采集帧频率为：50hz。红外机芯采用有挡片校正技术对红外图像非均匀性进行校正补偿。利用14位ad采集的原始数据作为图像处理原始数据，能够有效地保留了图像细节，便于图像盲元数据分析。

技术特征：

1.一种实时红外探测器盲元检测提取及校正的方法，其特征在于按下述步骤操作：

1）与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距非常大的盲元提取

红外探测器图像逐行输出，进而利用梯度矩阵a={-1，-1，-1；-1，1，-1；-1，-1，-1}进行卷积运算得到像素值为b，如果b的绝对值大于对应阀值时，则判定为与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距非常大的盲元；

2）完全没有任何感应或者响应率非常低的盲元提取

通过图像采集，采集多帧不同图像，对全部的帧图像每个像素点的图像灰度值时域上求均值，如果某个像素点值小于对应阀值时，则判定为完全没有任何感应或者响应率非常低的盲元；

3）与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距比较小的盲元提取

响应率变化差距比较小的盲元对于红外图像的响应接近正常像素点输出，将该像元当成红外探测器非均匀性来处理，该像元具有一定响应率，但是均匀性比较差，利用非均匀性对其进行修补；对于红外图像非均匀性修补的正常图像处理方法，利用挡片校正技术，在对图像非均匀校正时，利用最终输出的图像实时提取盲元，在挡片校正时，图像输出的灰度值非常均匀，取采集的挡片图像x，图像灰度均值为ex，如果某个像元的灰度值与ex之差的绝对值大于阀值时，则判定为与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距比较小的盲元；

4）盲元校正处理

通过以上步骤能够提取在实际产品使用过程中出现的所有盲元，确定盲元坐标后，利用临近的非盲元像素的灰度值替换该盲元的灰度值，进而达到对盲元校正处理。

2.根据权利要求1所述的实时红外探测器盲元检测提取及校正的方法，其特征在于：所述步骤1）中的对应阀值为100；所述步骤2）中的对应阀值为3000；所述步骤3）中的阀值为50。

3.根据权利要求1所述的实时红外探测器盲元检测提取及校正的方法，其特征在于：所述步骤1）中的采集多帧不同图像，为20帧或大于20帧图像。

4.根据权利要求1所述的实时红外探测器盲元检测提取及校正的方法，其特征在于：所述红外探测器图像采集帧频率为50hz，所述红外探测器图像利用14位ad采集的原始数据作为图像处理原始数据。

技术总结
本发明公开了一种实时红外探测器盲元检测提取及校正的方法，对三类盲元：1）完全没有任何感应的像素点或者响应率非常低的像素点；2）与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距非常大的像素点；3）与正常像素点对均匀热辐射面响应率对比，响应率变化差距比较小的像素点，分别检测提取，可应用在非制冷红外探测器的机芯组件上，实时对红外探测器盲元的提取与校正，无需中断产品正常工作，有效消去因强冲击、振动过程中出现的盲元，提升红外探测器的环境适应能力。

技术研发人员：童飞飞;杨亚林;李辉;朱振军;谭云龙
受保护的技术使用者：河南中光学集团有限公司
技术研发日：2019.07.22
技术公布日：2019.12.13