一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法

本发明涉及一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法，特别涉及一种基于单点快门数据局部优化的红外图像无标定固定模式噪声非均匀校正方法，属于红外图像非均匀校正。

背景技术：

1、由于探测器的工艺原因，红外图像需要进行非均匀校正才能获得干净的场景信息图像。

2、目前已有两点标定校正、多点标定校正、多项式校正、基于场景校正算法等。然而基于标定类的算法需要消耗大量的人力物力财力且严重依赖标定的温度参数，基于场景校正的算法则严重依赖场景的变化。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法，该方法能够在无需标定的情况下取得良好的校正效果和长时间的图像稳定。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法，该方法的步骤包括：

4、步骤一：在红外成像装置开机之后t1时刻(红外探测温度为t1)，获取温度t1下的红外图像的单温度点均匀数据b1,可以是通过快门或者其它方式获取；

5、步骤二：在红外成像装置开机之后t2(t2＞t1)时刻(红外探测温度为t2)，获取温度t2下的红外图像的单温度点均匀数据b2,可以是通过快门或者其它方式获取；

6、步骤三：计算基于均匀数据b1和b2的噪声模板fpntemp,其计算方法分为两步：

7、计算噪声漂移：diff＝b1-b2

8、计算固定模式噪声：fpntemp＝diff-lpf(diff)

9、其中，lpf表示低通滤波，低通滤波可以是基于均值滤波、高斯滤波、引导滤波、双边滤波等均可；

10、步骤四：基于均匀数据b2对待校正的原始图ori进行单点非均匀校正得到oristp，并从校正后的图像中提取高频含噪信息hsn，其计算公式如下：

11、

12、hsn＝oristp-lpf(oristp)

13、其中，表示单点图像b2的均值，lpf表示低通滤波；

14、步骤五：计算基于噪声模板fpntemp和高频含噪信息hsn的局部线性变换系数klocal，计算公式如下：

15、

16、其中，klocal表示图像的噪声局部线性变换系数，w表示局部窗口，fpntemp(m,n)表示噪声模板fpntemp的窗口w中的第m行n列元素，hsn(m,n)表示高频含噪信息hsn的窗口w中的第m行n列元素；

17、步骤六：对klocal系数进行低通滤波获得最终的噪声模板变换系数k，并计算得到当前的固定模式噪声fpnest，其计算公式如下：

18、k＝lpf(klocal)

19、fpneet＝kfpntemp

20、步骤七：对单点修正图像oristp进行高频固定模式噪声修正得到最终图像out，其计算公式如下：

21、out＝oristp-fpnest。

22、一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法的计算机程序，所述的计算机程序产品包括非瞬态可读存储介质和计算机程序，所述计算机程序被有形地存储在所述的非瞬态可读存储介质上，该计算机程序fpga、dsp、arm或其它计算机内的处理器执行实现所述的基于单点快门数据局部优化的红外图像无标定固定模式噪声非均匀校正的步骤。

23、本发明的有益效果是：

24、(1)传统的非制冷成像机芯需要在高低温下进行标定，每个温度点需要进行半个小时到两个小时的标定，标点多个点就需要4～8个小时。而本发明的方法利用单点快门数据的局部噪声线性相关特性进行局部优化，实现了在没有标定的情况下依然具有良好的校正效果。在无需出厂标定的情况下保证了图像质量。即不需要出厂标定校正参数，即可实现良好的非均匀校正效果和长时间的图像稳定。且该技术算法复杂度低，便于在fpga、dsp、arm、pc等不同的平台上实现。

25、(2)本发明涉及一种基于单点快门数据局部优化的红外图像无标定固定模式噪声非均匀校正技术及计算机程序产品，属于红外图像非均匀校正技术领域。本发明的主要步骤为：获取温度t1下的单点均匀数据；获取温度t2下的单点均匀数据；计算基于两组单点数据的噪声模板fpntemp；从原始图ori进行单点非均匀校正得到oristp，并从校正后的图像中提取含噪高频信息hsn；计算基于噪声模板fpntemp和高频含噪信息hsn的局部线性变换系数klocal；对klocal系数进行低通滤波获得最终的噪声模板变换系数k，并预测得到当前的固定模式噪声fpnest；对单点修正图像oristp进行高频固定模式噪声修正得到最终图像。本发明充分利用不同时间快门校正过程发生的噪声特性变，在不需要做任何标定的情况下获得长时间稳定的红外图像非均匀校正效果，可以大幅度降低红外成像产品生产周期的同时提供图像的非均匀性稳定时间。

技术特征：

1.一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法，其特征在于该方法的步骤包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法，其特征在于：

6.根据权利要求4或5所述的一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法，其特征在于：

10.一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法的计算机程序，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种基于单点快门数据的红外图像无标定非均匀校正方法，特别涉及一种基于单点快门数据局部优化的红外图像无标定固定模式噪声非均匀校正方法，属于红外图像非均匀校正技术领域。本发明的主要步骤为：获取温度T<subgt;1</subgt;下的单点均匀数据；获取温度T<subgt;2</subgt;下的单点均匀数据；计算基于两组单点数据的噪声模板FPN<subgt;temp</subgt;；从原始图Ori进行单点非均匀校正得到Ori<subgt;STP</subgt;，并从校正后的图像中提取含噪高频信息HSN；计算基于噪声模板FPN<subgt;temp</subgt;和高频含噪信息HSN的局部线性变换系数k<subgt;local</subgt;；对k<subgt;local</subgt;系数进行低通滤波获得最终的噪声模板变换系数k，并预测得到当前的固定模式噪声FPN<subgt;est</subgt;；对单点修正图像Ori<subgt;STP</subgt;进行高频固定模式噪声修正得到最终图像。

技术研发人员：李晓琼,周永康
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15