专利名称：基于模板法的非制冷热像仪无快门非均匀性校正方法
技术领域：
本发明涉及ー种基于模板法的非制冷热像仪无快门非均匀性校正方法，适用于非制冷热像仪在无温控系统和无快门状态下进行非均匀性校正。
背景技术：
非制冷探測器由于随工作时间和探測器工作温度的变化，其像元非均匀性变化明显，导致图像质量稳定性较差。在传统的应用中，通过温控系统来稳定非制冷探測器焦平面温度，并结合采用快门在设定间隔时间内进行本底修正的方法，来解决该问题。但这种需要快门来进行本底修正的技术中，需要増加新的结构件-探測器温控部件、快门及相应的控制电机等。I)増加了非制冷热像仪的成本；2)増加结构件即增加了后期维护工作量；3)増加了热像仪系统功耗；4)频繁的打快门限制了热像仪的应用场合。因此我们需要一种无快门技术，在无需频繁打快门的同时，保证非制冷热像仪图像的稳定性。

发明内容
本发明的目的为了克服上述现有技术存在的问题，而提供一种非制冷热像仪无快门非均匀性校正方法，本发明的方法无需探測器温控系统，无需快门，在实验室中采集不同焦平面温度非均匀性特征偏置本底，根据实时场景，结合偏置本底计算相关系数，进行实时修正图像的非均匀性偏置本底，实现对实时图像的非均匀性校正。本发明的技术方案为基于模板法的非制冷热像仪无快门非均匀性校正方法，其特征在于按以下步骤进行第一步是计算该热像仪在其工作温度范围内的増益系数；第二步是非均匀性特征模板提取，获取热像仪在探測器工作温度范围内对均匀场景时的原始图像；第三步相关系数计算，根据当前探測器工作温度用相对应的模板与当前实时图像计算最佳系数并评价其校正效果；第四步非均匀性校正，对当前的实时图像帧采用新的偏置本底进行非均匀性校正。増益系数具体计算为获取探測器同一环境温度条件下的两幅不同辐射强度下的均匀辐射体的图像高温本底图像BaseH和低温本底图像BaseL，増益系数计算公式为
f ,. Mean(BaseH) - MeanfBaseL)Gaiiifi. i)=--
BaseHo,]) — BaseL(iJ) + 0.01分母上加0. 01，防止出现分母为0的情况，Gain是增益參数，Mean (BaseH)为高温本底图像均值，Mean (BaseL)为低温本底图像均值，(i, j)表示图像坐标位置；Gain (i, j)是图像坐标(i，j)处的增益參数；BaseH (i, j)是图像坐标(i，j)处的高温本底图像像素值；BaseL (i, j)是图像坐标(i，j)处的低温本底图像像素值。非均匀性特征模板提取为在非制冷焦平面工作温度范围在-20°到60°之间，以5°为间隔，进行焦平面温度划分，确定温度划分点后，在每个温度点采集ー个探测器在对均匀辐射场景并获取设定焦平面温度时的原始图像作为非均匀性特征模板并保存。非均匀性相关系数计算为计算模板图像的均值O，计算实时图像的均值X，根据归ー化互相关计算公式得到模板图像与实时图像的相关系数k，
权利要求
1.基于模板法的非制冷热像仪无快门非均匀性校正方法，其特征在于按以下步骤进行第一步是计算该热像仪在其工作温度范围内的增益系数；第二步是非均匀性特征模板提取，获取热像仪在探测器工作温度范围内对均匀场景时的原始图像；第三步相关系数计算，根据当前探测器工作温度用相对应的模板与当前实时图像计算最佳系数并评价其校正效果；第四步非均匀性校正，对当前的实时图像帧采用新的偏置本底进行非均匀性校正。
2.根据权利要求I所述的基于模板法的非制冷热像仪无快门非均匀性校正方法，其特征在于增益系数具体计算为获取探测器同一环境温度条件下的两幅不同辐射强度下的均匀辐射体的图像高温本底图像BaseH和低温本底图像BaseL，增益系数计算公式为
3.根据权利要求I所述的基于模板法的非制冷热像仪无快门非均匀性校正方法，其特征在于非均匀性特征模板提取为在非制冷焦平面工作温度范围在-20°到60°之间，以5°为间隔，进行焦平面温度划分，确定温度划分点后，在每个温度点采集一个探测器在对均匀辐射场景并获取设定焦平面温度时的原始图像作为非均匀性特征模板并保存。
4.根据权利要求I所述的基于模板法的非制冷热像仪无快门非均匀性校正方法，其特征在于非均匀性相关系数计算为 计算模板图像的均值5，计算实时图像的均值X，根据归一化互相关计算公式得到模板图像与实时图像的相关系数k，
5.根据权利要求I所述的基于模板法的非制冷热像仪无快门非均匀性校正方法，其特征在于非均匀性校正为 得到相关系数k后，根据公式NofTset = k*ofTSet得到实时的非均匀性偏置参数，其中NofTset为实时的非均匀性偏置参数，offset为非均匀性偏置参数，采用两点校正算法Y (i, j) = (X(i, j)-k*offset(i, j))*Gain(i, j)进行非均勻性校正,得到非均勻性校正后的结果Y ;其中X是探测器输出的原始图像，offset是非均匀性偏置参数，Gain是增益参数，(i，j)表示图像坐标位置，offset (i, j)是图像坐标(i, j)处的非均勻性偏置参数，Gain(i, j)是图像坐标(i，j)处的增益参数；X(i，j)是图像坐标(i，j)处的探测器输出的原始图像像素值。
全文摘要
本发明涉及基于模板法的非制冷热像仪无快门非均匀性校正方法，按以下步骤进行首先是计算该热像仪在其工作温度范围内的增益系数；第二步是非均匀性特征模板提取，即获取热像仪在探测器工作温度范围内对均匀场景时的原始图像；第三步是相关系数计算，根据当前探测器工作温度用相对应的模板与当前实时图像计算最佳系数并评价其校正效果；第四步非均匀性校正，对当前的实时图像帧采用新的偏置本底进行非均匀性校正。本发明的方法无需探测器温控系统，无需快门，在实验室中采集不同焦平面温度非均匀性特征偏置本底，根据实时场景，结合偏置本底计算相关系数，进行实时修正图像的非均匀性偏置本底，实现对实时图像的非均匀性校正。
文档编号G01J5/00GK102768071SQ20121023273
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者孙小敏, 黄立 申请人:武汉高德红外股份有限公司