CN103674259A - 一种适用于红外热像定量处理的多点非均匀性校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于红外热像定量处理的多点非均匀性校正方法，依次包括：1、采集多个温度点充满热像仪视场的图像，分别记录为G_i(x,y)，i∈N，x∈m,y∈n，N为均匀热像帧数，m、n为图像行列值；2、得到每一帧图像的均值

3、建立联立方程组；

4、利用最小二乘法求解得到α(x,y)，β(x,y)；5、得到校正图像

本发明与单点校正相比，不仅可以提高图像的非均匀性，同时可祛除亮黑疵点。本发明可修正辐射变化较大背景引起的不均匀性响应。本发明同时可修正光学镜头引起的非均匀性响应。

Description

一种适用于红外热像定量处理的多点非均匀性校正方法

技术领域

本发明涉及一种适用于红外热像定量处理的多点非均匀性校正方法，特别是涉及一种光电测量技术领域的适用于红外热像定量处理的多点非均匀性校正方法。

背景技术

由于红外热像仪自身的非均匀性修正不完善，使得热像仪采集的红外图像呈现不同程度的不均匀，不仅影响图像的视觉效果，也很大程度影响了定量处理的精度。目前探测器的不均匀性主要表现为：

●亮黑疵点多，主要是由于探测器自身带来的，属于物理疵点；

●视场边缘响应不均匀，主要是由于光学系统引起的；

●视场中心区域局部响应不均匀，主要是探测器像素间的响应不一致引起的。

●环境背景温差较大出现光圈和光晕，主要是探测器像素间温度响应不一致引起的。

针对这些成像的问题，亟需提供一种新型的适用于红外热像定量处理的多点非均匀性校正方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种实现红外传感器成像的不均匀性校正，祛除亮黑疵点，修正像素间的响应差异，提高成像质量，为定量处理提供优质数据源的适用于红外热像定量处理的多点非均匀性校正方法。

为解决上述技术问题，本发明一种适用于红外热像定量处理的多点非均匀性校正方法，依次包括以下步骤：

步骤1、采集多个温度点充满热像仪视场的图像，分别记录为G_i(x,y)，i∈N，x∈m,y∈n，N为均匀热像帧数，m、n为图像行列值；

步骤2、得到每一帧图像的均值

$\stackrel{\‾}{G_i}=\frac{\underset{x=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\underset{y=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{G}_i(x,y)}{m\×n};$

步骤3、建立联立方程组；

式中：α(x,y)，β(x,y)为每个像素的修正因子；

步骤4、利用最小二乘法求解得到α(x,y)，β(x,y)；

步骤5、得到校正图像

$G_i^{\′}(x,y)=\mathrm{\α}(x,y)G_i(x,y)+\mathrm{\β}(x,y).$

充满热像仪视场的图像为3副，分别为20℃、30℃和50℃。

本发明与单点校正相比，不仅可以提高图像的非均匀性，同时可祛除亮黑疵点。

本发明可修正辐射变化较大背景引起的不均匀性响应。

本发明同时可修正光学镜头引起的非均匀性响应。

附图说明

图1为非均匀性校正前图像。

图2为非均匀性校正后图像。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明是针对传感器的每个像素进行的，分别计算每个像素的修正因子，并作相应的记录，为后续的定量处理提供参数。依次包括以下步骤：

步骤1、采集多个温度点充满热像仪视场的图像，分别记录为G_i(x,y)，i∈N，x∈m,y∈n，N为均匀热像帧数，m、n为图像行列值；

步骤2、得到每一帧图像的均值

$\stackrel{\‾}{G_i}=\frac{\underset{x=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\underset{y=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{G}_i(x,y)}{m\×n};$

步骤3、建立联立方程组；

式中：α(x,y)，β(x,y)为每个像素的修正因子；

步骤4、利用最小二乘法求解得到α(x,y)，β(x,y)；

步骤5、得到校正图像

$G_i^{\′}(x,y)=\mathrm{\α}(x,y)G_i(x,y)+\mathrm{\β}(x,y).$

本发明优选有一定的温度梯度的图像，本例中采用的是20℃、30℃和50℃；

利用本方法对实测数据进行了非均匀性校正后的定量分析，校正前后没有影响前期的标定结果，图像质量得到显著提高，见图1和图2。

在定量处理中，非均匀性修正相当于对像素响应做了强制调整，改善了图像质量，提高了目标辐射面积提取的精度，但同时也带来了新的问题，由于修正了图像像素的响应，原始的定量标定数据不再适用，需要重新对定量标定数据同步修正，从而可实现非均匀后的定量处理。

Claims (2)

1.一种适用于红外热像定量处理的多点非均匀性校正方法，依次包括以下步骤：

步骤1、采集多个温度点充满热像仪视场的图像，分别记录为G_i(x,y)，i∈N，x∈m,y∈n，N为均匀热像帧数，m、n为图像行列值；

步骤2、得到每一帧图像的均值

$\stackrel{\‾}{G_i}=\frac{\underset{x=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\underset{y=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{G}_i(x,y)}{m\×n};$

步骤3、建立联立方程组；

式中：α(x,y)，β(x,y)为每个像素的修正因子；

步骤4、利用最小二乘法求解得到α(x,y)，β(x,y)；

步骤5、得到校正图像

$G_i^{\′}(x,y)=\mathrm{\α}(x,y)G_i(x,y)+\mathrm{\β}(x,y).$

2.根据权利要求1所述的一种适用于红外热像定量处理的多点非均匀性校正方法，其特征在于：充满热像仪视场的图像为3副，分别为20℃、30℃和50℃。

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