CN106768383A - 一种红外焦平面阵列自动盲元检测与补偿方法 - Google Patents

一种红外焦平面阵列自动盲元检测与补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种红外焦平面阵列自动盲元检测与补偿方法，具体步骤如下：(1)根据自适应红外非均匀校正方法，获得均匀性一致的红外输出图像；(2)设置滑动窗口，调整滑动窗口中心象元的数据邻域大小，并判断滑动窗口中心象元数据与其值的邻域外所有象元数据的均值之间的差值是否大于设定的阈值，如果该差值大于设定的阈值，则当前滑动窗口中心象元为盲元。本发明有益的效果是：本发明的方法提供了一种一方面能够对复杂情况的盲元分布进行有效检测，另一方面能够边缘保持的盲元补偿，对盲元块的检测效果更好，提高了热像仪的成像质量。

Description

一种红外焦平面阵列自动盲元检测与补偿方法
技术领域
本发明涉及盲元检测与补偿技术领域，尤其是一种红外焦平面阵列自动盲元检测与补偿方法。
背景技术
盲元是指红外焦平面阵列的具有非均匀性或失效的象元。由于红外探测器制造材料和工艺存在难以克服的缺陷，制造出的红外探测器面阵越大，则其中包含的失效像元则越多。因此，对于红外探测器，盲元的检测与补偿成为了提高热像仪成像质量的重要举措之一。现有技术中盲元检测方法的假设较为单一，且针对盲元块的检测效果较差的现象。
发明内容
本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种检测效果更佳的红外焦平面阵列自动盲元检测与补偿方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种红外焦平面阵列自动盲元检测与补偿方法，具体步骤如下：
(1)根据自适应红外非均匀校正方法，获得均匀性一致的红外输出图像；
(2)设置滑动窗口，调整滑动窗口中心象元的数据邻域大小，并判断滑动窗口中心象元数据与其值的邻域外所有象元数据的均值之间的差值是否大于设定的阈值，如果该差值大于设定的阈值，则当前滑动窗口中心象元为盲元；
(3)根据所属判断盲元的过程产生当前红外焦平面阵列的盲元位置数据；
(4)根据盲元位置数据，实时输出红外图像结果之前对盲元位置进行边缘保持的补偿处理。
本发明有益的效果是：本发明的方法提供了一种一方面能够对复杂情况的盲元分布进行有效检测，另一方面能够边缘保持的盲元补偿，对盲元块的检测效果更好，提高了热像仪的成像质量。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图所示，这种红外焦平面阵列自动盲元检测与补偿方法，具体步骤如下：
(1)根据自适应红外非均匀校正方法，获得均匀性一致的红外输出图像；
(2)设置滑动窗口，调整滑动窗口中心象元的数据邻域大小，并判断滑动窗口中心象元数据与其值的邻域外所有象元数据的均值之间的差值是否大于设定的阈值，如果该差值大于设定的阈值，则当前滑动窗口中心象元为盲元；
(3)根据所属判断盲元的过程产生当前红外焦平面阵列的盲元位置数据；
(4)根据盲元位置数据，实时输出红外图像结果之前对盲元位置进行边缘保持的补偿处理。
具体描述如下：
步骤(1)根据自适应红外非均匀校正方法，获得均匀性一致的红外输出图像。通过标定方法，采集红外焦平面阵列在不同温度下的响应背景，进行拟合当前红外图像的增益和偏移参数，实时对当前红外数据进行校正，得到非均匀性一致的红外数据。
步骤(2)设置滑动窗口，调整滑动窗口中心象元的数据邻域大小，并判断滑动窗口中心象元数据与其值的邻域外所有象元数据的均值之间的差值是否大于设定的阈值，如果该差值大于设定的阈值，则当前滑动窗口中心象元为盲元。
其中差值判断过程如下所述：
(2-1)设置红外焦平面阵列的滑动窗口，滑动窗口大小设置为W*W，其中W＝2*n+1，其中n为正整数，W表示选择的该窗口宽度和长度，滑动窗口中心象元即为所属当前需要进行盲元判断的象元x；
(2-2)对滑动窗口内部的象元数据进行排序，产生有序数据，并记录滑动窗口中心象元在有序数据中的位置；
(2-3)计算有序数据中间部分的均值avgA和中心象元邻域内的数据均值avgB；取中间的W*W/2个数据计算均值avgA，计算所述滑动窗口的中心象元邻域C个象元的均值avgB，其中，C为偶数；
(2-4)根据有序数据，判断该数据中间部分和中心象元的邻域是否有数据重叠，若有数据重叠，则排除重叠象元后，重新计算avgA的值，重新计算不包括中心象元邻域数据的avgA；
(2-5)判断中心象元邻域数据的均值avgB和avgA之间的差值，若差值大于设定的阈值，则为盲元，否则为正常象元，该阈值计算方法为：0.35*min(avgA，avgB)；
(2-6)滑动窗口对整个红外焦平面阵列进行遍历，对红外焦平面阵列的每一个象元执行步骤(2-1)—(2-5)的差值判断过程，得到整个红外焦平面阵列的所有象元的判断结果。
步骤(3)根据所属判断盲元的过程产生当前红外焦平面阵列的盲元位置数据，根据所述红外焦平面阵列所有象元进行盲元判断的结果，生成对应位置标志的盲元位置数据。为了减少数据存储，若当前象元x(i,j)为盲元，则将i*wdt+j作为盲元位置的标记存储，读取时进行对wdt取余操作得到j，对wdt进行整除操作得到i,其中wdt是图像的宽。
步骤(4)根据盲元位置数据，实时输出红外图像结果之前对盲元位置进行边缘保持的补偿处理。(4-1)根据所述盲元检测过程得到盲元位置数据，取当前盲元周围K*K邻域数据的均值作为当前盲元位置的初步补偿数据；(4-2)根据所属盲元为中心的K*K邻域，计算每个象元与该盲元位置的初步补偿数据之间的差异权重；(4-3)根据所得到的差异权重，进行设定阈值处理，然后对中心象元进行加权拟合，得到最终的盲元补偿值。
根据所述得到的盲元位置表，对红外图像输出前的数据进行盲元补偿，采用保持边缘的加权滤波方式进行。对于当前盲元x(i,j)，以该盲元为中心得到K*K(K＝7)邻域数据如下所示
计算x(i,j)的初步补偿值：
根据得到盲元的初步补偿值计算邻域内每个象元与该盲元初步补偿值之间的相似性权重：
根据所计算的权重，进行阈值处理，若大于阈值θ，则保持不变，否则为零。其中，阈值θ的计算方法为：
根据修正后的权重，计算该盲元补偿的最终结果为：
所述计算盲元补偿值的过程，盲元位置参与加权的象元值为盲元初步补偿值
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种红外焦平面阵列自动盲元检测与补偿方法，其特征是：具体步骤如下：
(1)根据自适应红外非均匀校正方法，获得均匀性一致的红外输出图像；
(2)设置滑动窗口，调整滑动窗口中心象元的数据邻域大小，并判断滑动窗口中心象元数据与其值的邻域外所有象元数据的均值之间的差值是否大于设定的阈值，如果该差值大于设定的阈值，则当前滑动窗口中心象元为盲元；
(3)根据所属判断盲元的过程产生当前红外焦平面阵列的盲元位置数据；
(4)根据盲元位置数据，实时输出红外图像结果之前对盲元位置进行边缘保持的补偿处理。
2.根据权利要求1所述的红外焦平面阵列自动盲元检测与补偿方法，其特征是：所述步骤(2)包括：
(2-1)滑动窗口大小设置为W*W，其中W＝2*n+1，其中n为正整数，滑动窗口中心象元即为所属当前需要进行盲元判断的象元x；
(2-2)对滑动窗口内部的象元数据进行排序，产生有序数据，并记录滑动窗口中心象元在有序数据中的位置；
(2-3)计算有序数据中间部分的均值avgA和中心象元邻域内的数据均值avgB；
(2-4)根据有序数据，判断该数据中间部分和中心象元的邻域是否有数据重叠，若有数据重叠，则重新计算不包括中心象元邻域数据的avgA；
(2-5)判断中心象元邻域数据的均值avgB和avgA之间的差值，若差值大于设定的阈值，则为盲元，否则为正常象元；
(2-6)对红外焦平面阵列的每一个象元执行步骤(2-1)—(2-5)，得到所有象元的判断结果。
3.根据权利要求1所述的红外焦平面阵列自动盲元检测与补偿方法，其特征是：所述步骤(3)包括根据所述红外焦平面阵列所有象元进行盲元判断的结果，生成对应位置标志的盲元位置数据。
4.根据权利要求1所述的红外焦平面阵列自动盲元检测与补偿方法，其特征是：所述步骤(4)包括：
(4-1)根据所述盲元检测过程得到盲元位置数据，取当前盲元周围K*K邻域数据的均值作为当前盲元位置的初步补偿数据；
(4-2)根据所属盲元为中心的K*K邻域，计算每个象元与该盲元位置的初步补偿数据之间的差异权重；
(4-3)根据所得到的差异权重，进行设定阈值处理，然后对中心象元进行加权拟合，得到最终的盲元补偿值。
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