CN110084795B - 一种基于本底的红外图像盲元检测方法及系统 - Google Patents

一种基于本底的红外图像盲元检测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于本底的红外图像盲元检测方法及系统，方法包括检测本底图像第一行第一列的像素点M11是否是盲元，如果是，标记并替换掉；检测第一列除M11外的所有像素点，检测到盲元后标记并替换；计算当前像素点与前一列同行像素点的像素值差值的绝对值是否大于阈值nThr，如果大于nThr，则判断当前像素点是盲元，依此方法，从第一行像素点开始，每行像素点按从左至右的顺序逐行检测除第一列外的所有像素点，检测到盲元后标记对应盲元点。本发明通过分析本底图像邻域差值来检测盲元，不仅可以检测孤立盲元，对连续多个盲元甚至坏斑，也能准确检测，而且具有算法简单，易于硬件实现的特点。

Description

一种基于本底的红外图像盲元检测方法及系统
技术领域
本发明涉及红外图像盲元检测领域，具体涉及一种基于本底的红外图像盲元检测方法及系统。
背景技术
红外探测器是红外热成像系统的核心器件，现阶段的半导体技术水平还未达到所有探测器单元的响应率一致，性能稳定的状态，成像中存在各种盲元和响应率不一致的盲元像素，为了保证红外图像的成像质量，需要对盲元进行检测并替换。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于本底的红外图像盲元检测方法及系统，不仅可以检测孤立盲元，对连续多个盲元甚至坏斑，也能准确检测，而且具有算法简单，易于硬件实现的特点。本发明的技术方案如下：
作为本发明的第一方面，提供一种基于本底的红外图像盲元检测方法，所述方法包括：
步骤1，检测本底图像第一行第一列的像素点M11是否是盲元，如果是，则标记并替换掉该盲元点的像素值；
步骤2，按从上至下的顺序检测第一列除M11外的所有像素点，检测到盲元后进行标记并替换对应盲元点的像素值；
步骤3，从第一行像素点开始，每行像素点按从左至右的顺序逐行检测除第一列外的所有像素点，并在检测到盲元后标记对应盲元点；
其中，步骤3具体包括：
步骤3.1，计算当前像素点与前一列同行像素点的像素值差值的绝对值是否大于阈值nThr，如果大于nThr，则判断当前像素点是盲元；
步骤3.2，按照步骤3.1的方法，从第一行像素点开始，每行像素点按从左至右的顺序逐行检测除第一列外的所有像素点，检测到盲元后标记对应盲元点。
进一步地，步骤1具体包括：
计算像素点M11分别与第一行第二列像素点M12、第二行第一列像素点M21以及第二行第二列像素点M22的像素值差值的绝对值；如果所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阀值(nThr/2)，则第一行第一列的像素点是盲元；将像素点M21、M21和M22按像素值大小排序，用中间的一个像素点的像素值替换像素点M11的像素值。
进一步地，步骤2具体包括：
步骤2.1，计算当前像素点的像素值与上一行同列像素点的像素值的差值的绝对值是否大于阀值nThr，如果是，则判断当前像素点为盲元，标记该盲元点，并用上一行同列像素点的像素值替换该盲元点的像素值；
步骤2.2，按照步骤2.2的方法，按从上至下的顺序检测第一列除M11之外的所有像素点，检测到盲元后进行标记并替换对应盲元点的像素值。
进一步地，所述方法还包括，步骤3.1中，如果当前像素点的像素值与前一列同行像素点的像素值的差值的绝对值小于等于阈值nThr，则再次检测当前像素点，计算当前像素点分别与其4邻域像素点的像素值差值的绝对值，如果本次计算的所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阀值(nThr/2)，则判断当前像素点是盲元并标记该盲元点。
进一步地，所述方法还包括，如果当前像素点分别与其4邻域像素点的像素值差值的绝对值均小于等于二分之一阀值(nThr/2)，则再次检测当前像素点，计算当前像素点分别与其距离2个像素距离的4邻域像素点的像素值差值的绝对值，如果本次计算的所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阀值(nThr/2)，则判断当前像素点是盲元并标记该盲元点。
进一步地，所述方法还包括，如果当前像素点分别与距离2个像素距离的4邻域像素点的像素值差值的绝对值均小于等于二分之一阀值(nThr/2)，则再次检测当前像素点，计算当前像素点分别与其距离3个像素距离的4邻域像素点的像素值差值的绝对值，如果本次计算的所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阀值(nThr/2)，则判断当前像素点是盲元并标记该盲元点。
作为本发明的第二方面，提供一种基于本底的的红外图像盲元检测系统，所述系统包括首行首列检测单元、首列检测单元和逐行检测单元；
所述首行首列检测单元用于检测本底图像第一行第一列的像素点M11是否是盲元，如果是，则标记并替换掉该盲元点的像素值；
所述首列检测单元用于按从上至下的顺序检测第一列除M11外的所有像素点，检测到盲元后进行标记并替换对应盲元点的像素值；
所述逐行检测单元用于从第一行像素点开始，每行像素点按从左至右的顺序逐行检测除第一列外的所有像素点，并在检测到盲元后标记对应盲元点；
其中，检测第一行第一列的像素点M11是否是盲元具体为：计算像素点M11分别与第一行第二列像素点M12、第二行第一列像素点M21以及第二行第二列像素点M22的像素值差值的绝对值；如果所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阀值(nThr/2)，则第一行第一列的像素点是盲元；将像素点M21、M21和M22按像素值大小排序，用中间的一个像素点的像素值替换像素点M11的像素值；
其中，按从上至下的顺序检测第一列除M11外的所有像素点具体为：计算当前像素点的像素值与上一行同列像素点的像素值的差值的绝对值是否大于阀值nThr，如果是，则判断当前像素点为盲元，标记该盲元点，并用上一行同列像素点的像素值替换该盲元点的像素值；
其中，按从左至右的顺序逐行检测除第一列外的所有像素点具体为：计算当前像素点与前一列同行像素点的像素值差值的绝对值是否大于阈值nThr，如果大于nThr，则判断当前像素点是盲元。
本发明的有益效果：
由于本底图像数据均采集于温度均匀面(如黑体)，不存在温差造成相邻像素点之间较大的灰度差，如果相邻像素点的灰度差值较大，可以确定是由于探测器单元的响应率差异造成的，本发明通过分析本底图像邻域差值来检测盲元，不仅可以检测孤立盲元，对连续多个盲元甚至坏斑，也能准确检测，而且具有算法简单，易于硬件实现的特点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于本底的红外图像盲元检测方法流程图；
图2为本发明实施例提供的逐行检测盲元的流程图；
图3为本发明实施例提供的基于本底的红外图像盲元检测系统框架图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供的一种基于本底的红外图像盲元检测方法，包括：
检测本底图像第一行第一列的像素点M11是否是盲元，如果是，则标记并替换掉该盲元点的像素值；
按从上至下的顺序检测第一列除M11外的所有像素点，检测到盲元后进行标记并替换对应盲元点的像素值；
从第一行像素点开始，每行像素点按从左至右的顺序逐行检测除第一列外的所有像素点，并在检测到盲元后标记对应盲元点。
其中，步骤1具体包括：计算像素点M11分别与第一行第二列像素点M12、第二行第一列像素点M21以及第二行第二列像素点M22的像素值差值的绝对值；如果所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阀值(nThr/2)，则第一行第一列的像素点是盲元；将像素点M21、M21和M22按像素值大小排序，用中间的一个像素点的像素值替换像素点M11的像素值。
其中，步骤2具体包括：计算当前像素点与上一行同列像素点的像素值的差值的绝对值是否大于阀值nThr，如果是，则判断当前像素点为盲元，标记该盲元点，并用上一行同列像素点的像素值替换该盲元点的像素值。
如图2所示，步骤3具体包括：计算当前像素点Mij与前一列同行像素点M(i-1)j的像素值差值的绝对值是否大于阈值nThr，如果大于nThr，则判断当前像素点是盲元；如果小于等于nThr，则进行如下更精确的检测：
计算当前像素点Mij分别与其4邻域像素点的像素值差值的绝对值，即像素点Mij分别与像素点M(i-1)j、M(i+1)j、Mi(j-1)、Mi(j+1)的像素值差值的绝对值，如果本次计算的所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阀值(nThr/2)，则判断当前像素点是盲元并标记该盲元点；如果本次计算的所有像素值差值的绝对值均小于等于二分之一阀值(nThr/2)，则再进行如下更精确的检测：
计算当前像素点Mij分别与其距离2个像素距离的4邻域像素点的像素值差值的绝对值，即像素点Mij分别与像素点M(i-2)j、M(i+2)j、Mi(j-2)、Mi(j+2)的像素值差值的绝对值，如果本次计算的所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阀值(nThr/2)，则判断当前像素点是盲元并标记该盲元点；如果本次计算的所有像素值差值的绝对值均小于等于二分之一阀值(nThr/2)，则再一次进行如下更精确的检测：
计算当前像素点分别与其距离3个像素距离的4邻域像素点的像素值差值的绝对值，即像素点Mij分别与像素点M(i-3)j、M(i+3)j、Mi(j-3)、Mi(j+3)的像素值差值的绝对值，如果本次计算的所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阀值(nThr/2)，则判断当前像素点是盲元并标记该盲元点。
其中，阈值是根据红外探测器的电压、响应率、增益等参数确定后，对温度均匀面成像，分析均匀面温度数据得到的经验值，可以设置为参数进行调整；参数越大，检测盲原条件越宽松，漏检的可能性越大；参数越小，检测盲原条件越严苛，漏检的可能性月小，但是误检的可能性会增大。
需要说明的是，4邻域像素点可能只有3个像素点，例如当i＝1时，M(i-1)j是不存在的点，此时只计算像素点Mij分别与像素点M(i+1)j、Mi(j-1)、Mi(j+1)的像素值差值的绝对值。
如图3所示，作为本发明的另一方面，提供一种基于本底的的红外图像盲元检测系统，所述系统包括首行首列检测单元、首列检测单元和逐行检测单元；
所述首行首列检测单元用于检测本底图像第一行第一列的像素点M11是否是盲元，如果是，则标记并替换掉该盲元点的像素值；
所述首列检测单元用于按从上至下的顺序检测第一列除M11外的所有像素点，检测到盲元后进行标记并替换对应盲元点的像素值；
所述逐行检测单元用于从第一行像素点开始，每行像素点按从左至右的顺序逐行检测除第一列外的所有像素点，并在检测到盲元后标记对应盲元点；
其中，检测第一行第一列的像素点M11是否是盲元具体为：计算像素点M11分别与第一行第二列像素点M12、第二行第一列像素点M21以及第二行第二列像素点M22的像素值差值的绝对值；如果所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阀值(nThr/2)，则第一行第一列的像素点是盲元；将像素点M21、M21和M22按像素值大小排序，用中间的一个像素点的像素值替换像素点M11的像素值；
其中，按从上至下的顺序检测第一列除M11外的所有像素点具体为：计算当前像素点的像素值与上一行同列像素点的像素值的差值的绝对值是否大于阀值nThr，如果是，则判断当前像素点为盲元，标记该盲元点，并用上一行同列像素点的像素值替换该盲元点的像素值；
其中，按从左至右的顺序逐行检测除第一列外的所有像素点具体为：计算当前像素点与前一列同行像素点的像素值差值的绝对值是否大于阈值nThr，如果大于nThr，则判断当前像素点是盲元。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于本底的红外图像盲元检测方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，检测本底图像第一行第一列的像素点M11是否是盲元，如果是，则标记并替换掉该盲元点的像素值；
步骤2，按从上至下的顺序检测第一列除M11外的所有像素点，检测到盲元后进行标记并替换对应盲元点的像素值；
步骤3，从第一行像素点开始，每行像素点按从左至右的顺序逐行检测除第一列外的所有像素点，并在检测到盲元后标记对应盲元点；
其中，步骤3具体包括：
步骤3.1，计算当前像素点与前一列同行像素点的像素值差值的绝对值是否大于阈值nThr，如果大于nThr，则判断当前像素点是盲元；
步骤3.2，按照步骤3.1的方法，从第一行像素点开始，每行像素点按从左至右的顺序逐行检测除第一列外的所有像素点，检测到盲元后标记对应盲元点；
其中，步骤1具体包括：
计算像素点M11分别与第一行第二列像素点M12、第二行第一列像素点M21以及第二行第二列像素点M22的像素值差值的绝对值；如果所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阈值nThr /2 ，则第一行第一列的像素点是盲元；将像素点M21、M21和M22按像素值大小排序，用中间的一个像素点的像素值替换像素点M11的像素值；
其中，步骤2具体包括：
步骤2.1，计算当前像素点与上一行同列像素点的像素值差值的绝对值是否大于阈值nThr，如果是，则判断当前像素点为盲元，标记该盲元点，并用上一行同列像素点的像素值替换该盲元点的像素值；
步骤2.2，按照步骤2.2的方法，按从上至下的顺序检测第一列除M11之外的所有像素点，检测到盲元后进行标记并替换对应盲元点的像素值。
2.根据权利要求1所述基于本底的红外图像盲元检测方法，其特征在于，所述方法还包括，步骤3.1中，如果当前像素点的像素值与前一列同行像素点的像素值的差值的绝对值小于等于阈值nThr，则计算当前像素点分别与其4邻域像素点的像素值差值的绝对值，如果本次计算的所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阈值nThr /2 ，则判断当前像素点是盲元并标记该盲元点。
3.根据权利要求2所述基于本底的红外图像盲元检测方法，其特征在于，所述方法还包括，如果当前像素点分别与其4邻域像素点的像素值差值的绝对值均小于等于二分之一阈值nThr /2 ，则计算当前像素点分别与其距离2个像素距离的4邻域像素点的像素值差值的绝对值，如果本次计算的所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阈值nThr /2 ，则判断当前像素点是盲元并标记该盲元点。
4.根据权利要求3所述基于本底的红外图像盲元检测方法，其特征在于，所述方法还包括，如果当前像素点分别与其距离2个像素距离的4邻域像素点的像素值差值的绝对值均小于等于二分之一阈值nThr /2 ，则计算当前像素点分别与其距离3个像素距离的4邻域像素点的像素值差值的绝对值，如果本次计算的所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阈值nThr /2 ，则判断当前像素点是盲元并标记该盲元点。
5.一种基于本底的红外图像盲元检测系统，其特征在于，所述系统包括首行首列检测单元、首列检测单元和逐行检测单元；
所述首行首列检测单元用于检测本底图像第一行第一列的像素点M11是否是盲元，如果是，则标记并替换掉该盲元点的像素值；
所述首列检测单元用于按从上至下的顺序检测第一列除M11外的所有像素点，检测到盲元后进行标记并替换对应盲元点的像素值；
所述逐行检测单元用于从第一行像素点开始，每行像素点按从左至右的顺序逐行检测除第一列外的所有像素点，并在检测到盲元后标记对应盲元点；
其中，检测第一行第一列的像素点M11是否是盲元具体为：计算像素点M11分别与第一行第二列像素点M12、第二行第一列像素点M21以及第二行第二列像素点M22的像素值差值的绝对值；如果所有像素值差值的绝对值均大于二分之一阈值nThr/2 ，则第一行第一列的像素点是盲元；将像素点M21、M21和M22按像素值大小排序，用中间的一个像素点的像素值替换像素点M11的像素值；
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