CN114877998B - 红外图像盲元处理方法及红外热像仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种红外图像盲元处理方法及红外热像仪，方法包括如下步骤：获取红外图像，以帧为单位将所述红外图像划分成红外图像帧元；设置一滑动窗口和一处理模板；在处理模板上建立坐标并将所述坐标与探测器像元面阵进行对应，将对应表存储在存储单元；将所述红外图像帧元逐一输入至处理模板，按照设定参数进行统一校正，校正后由控制单元控制载入滑动窗口至处理模板，所述滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元进行滑动检测，以检测出红外图像中盲元区域；所述滑动模板按照设定的溢流参数标定盲元区域，提取盲元区域对应的异常坐标数据；调节模块，依据盲元区域成像状态调节探测器像元面阵单元中每一探测器像元的配置参数以改善盲元区域成像。
Description
技术领域
本发明涉及红外热像仪技术领域，具体为一种红外图像盲元处理方法及红外热像仪。
背景技术
红外成像技术广泛应用于军事探测、民用监视等各个领域,但从当前的工艺水平和技术条件来考虑,盲元问题在红外焦平面阵列成像过程中依然是不可避免的。这个问题在很大程度上降低了成像系统的空间分辨率、温度分辨率,严重制约了成像系统的性能,因此解决盲元问题在红外图像处理中是必要的。对于盲元的定义，现在一般是定义为低于或高于平均相应的多少百分点。对于盲元处理一般采取的方式：对于低硬件和运算周期的消耗，低复杂度一般采用相邻位像素直接替代、相邻位上下左右四位或周围八位像素进行差值运算。对于资源多切要求高的应用，可以采用滤波找到边缘进行盲元位相应的趋势预测而不是简单的平均。无论采取上述的哪种手段，其只能进行后期的图像处理，而不能直接控制以改善红外热像仪的成像。
发明内容
本发明的目的在于提供一种红外图像盲元处理方法及红外热像仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种红外图像盲元处理方法，包括如下步骤：
获取红外图像，以帧为单位将所述红外图像划分成红外图像帧元；
设置一滑动窗口和一处理模板；
在所述处理模板上建立坐标并将所述坐标与探测器像元面阵进行对应，将对应表存储在存储单元；
将所述红外图像帧元逐一输入至处理模板，按照设定参数进行统一校正，校正后由控制单元控制载入滑动窗口至处理模板，所述滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元进行滑动检测，以检测出红外图像中盲元区域；
所述滑动模板按照设定的溢流参数标定盲元区域，提取盲元区域对应的异常坐标数据，以异常坐标数据依据对照表匹配对应的探测器像元面阵单元；
调节模块，依据盲元区域成像状态调节探测器像元面阵单元中每一探测器像元的配置参数以改善盲元区域成像。
进一步地，所述盲元区域是以滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元进行滑动检测得到的异常亮点区域和/或异常暗点区域；
具体的，所述滑动窗口加载设定的单帧图像取值的设定参数，在处理模板上对所述红外图像帧元进行单一规律的滑动检测，以识别红外图像帧元中温度分布是否在设定参数的范围之内；
对于高于设定参数的范围之内盲元区域标记为异常亮点区域；
对于低于设定参数的范围之内盲元区域标记为异常暗点区域。
进一步地，所述设定参数至少包括:低温单帧图像取值的临界阈值下限；
及高温单帧图像取值的临界阈值上限。
进一步地，所述调节模块具有高压调节单元和低压调节单元；
所述高压调节单元用于对异常暗点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行上调以改善盲元区域成像；
所述低压调节单元用于对异常亮点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行下调以改善盲元区域成像。
进一步地，所述配置参数包括探测器像元的热灵敏度及输入电压。
本发明还提供了一种红外热像仪，包括红外热像仪本体，及嵌入在红外热像仪本体的处理系统，所述处理系统包括：
红外图像预处理单元，用于以帧为单位将红外图像划分成红外图像帧元；
设置一处理模板，在所述处理模板上建立坐标并将所述坐标与探测器像元面阵进行对应，对应后形成一对照表存储在存储单元；
在处理模板上设置滑动窗口；所述滑动窗口以单一规则在处理模板上滑动；
输入单元，用于将红外图像帧元依次输入至处理模板；
校正单元，用于按照设定参数将由输入单元输入至处理模板上的红外图像帧元进行统一校正，
控制单元，用于在校正单元完成红外图像帧元在处理模板上的校正后，以载入滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元按照单一规则进行滑动检测，以检测出红外图像中盲元区域；
提取单元，用于以所述滑动模板按照设定的溢流参数标定盲元区域，并提取盲元区域对应的异常坐标数据，以异常坐标数据依据对照表匹配对应的探测器像元面阵单元；
调节模块，依据盲元区域成像状态调节探测器像元面阵单元中每一探测器像元的配置参数以改善盲元区域成像。
所述盲元区域是以滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元进行滑动检测得到的异常亮点区域和/或异常暗点区域；
其中，对于高于设定参数的范围之内盲元区域标记为异常亮点区域；
对于低于设定参数的范围之内盲元区域标记为异常暗点区域。
所述调节模块具有高压调节单元和低压调节单元；
所述高压调节单元用于对异常暗点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行上调以改善盲元区域成像；
所述低压调节单元用于对异常亮点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行下调以改善盲元区域成像。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可以依据红外热像仪取得红外图像，将红外图像利用滑动窗口进行检测，以检测其是否具有盲元区域，然后依据盲元区域去调节盲元区域对应的探测器像元阵列单元，以改善红外热像仪的成像。
具体的，获取红外图像，以帧为单位将所述红外图像划分成红外图像帧元；将所述红外图像帧元逐一输入至处理模板，按照设定参数进行统一校正，校正后由控制单元控制载入滑动窗口至处理模板，所述滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元进行滑动检测，以检测出红外图像中盲元区域；所述滑动模板按照设定的溢流参数标定盲元区域，提取盲元区域对应的异常坐标数据，以异常坐标数据依据对照表匹配对应的探测器像元面阵单元；所述盲元区域异常亮点区域和/或异常暗点区域利用高压调节单元用于对异常暗点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行上调以改善盲元区域成像；利用低压调节单元用于对异常亮点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行下调以改善盲元区域成像。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的红外成像仪的系统原理示意图；
图3为本发明的处理模板的示例图。
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实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1至图3，由现有的技术手段，我们可以得知，一般的红外探测器,具有M×N(探测器像元)面阵型，能与信号处理电路芯片集成互连耦合后,在焦平面上实现光电转换和信号处理。每个探测器像元单独输出信号,再与前放等信号处理电路相连,将各元件的光电信号多路传输至一条或几条输出线,以行转移或帧转移的视频信号的形式输出。
而红外图像的成像和M×N个探测器像元具有直接的关系，一般的，探测器像元的热灵敏度及输入电压能够影响红外图像的成像质量，因此，可以通过调节探测器像元的热灵敏度及输入电压，就可以实现改善红外图像的成像；为此，本发明的目的在于提供了一种红外图像盲元处理方法，包括如下步骤：获取红外图像，以帧为单位将所述红外图像划分成红外图像帧元；
设置一滑动窗口和一处理模板；
在所述处理模板上建立坐标并将所述坐标与探测器像元面阵进行对应，将对应表存储在存储单元；
将所述红外图像帧元逐一输入至处理模板，按照设定参数进行统一校正，校正后由控制单元控制载入滑动窗口至处理模板，所述滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元进行滑动检测，以检测出红外图像中盲元区域；
所述滑动模板按照设定的溢流参数标定盲元区域，提取盲元区域对应的异常坐标数据，以异常坐标数据依据对照表匹配对应的探测器像元面阵单元；
调节模块，依据盲元区域成像状态调节探测器像元面阵单元中每一探测器像元的配置参数以改善盲元区域成像，具体的，所述调节模块具有高压调节单元和低压调节单元；
所述高压调节单元用于对异常暗点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行上调以改善盲元区域成像；
所述低压调节单元用于对异常亮点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行下调以改善盲元区域成像。
在上述中，所述盲元区域是以滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元进行滑动检测得到的异常亮点区域和/或异常暗点区域；
具体的，所述滑动窗口加载设定的单帧图像取值的设定参数，在处理模板上对所述红外图像帧元进行单一规律的滑动检测，以识别红外图像帧元中温度分布是否在设定参数的范围之内；
对于高于设定参数的范围之内盲元区域标记为异常亮点区域；
对于低于设定参数的范围之内盲元区域标记为异常暗点区域。
所述设定参数至少包括:低温单帧图像取值的临界阈值下限，所述低温单帧图像取值对应异常暗点区域的检测；
及高温单帧图像取值的临界阈值上限，所述高温单帧图像取值对应异常亮点区域的检测。
在上述中，所述配置参数包括探测器像元的热灵敏度及输入电压。
本发明还提供了一种红外热像仪，包括红外热像仪本体，及嵌入在红外热像仪本体的处理系统，所述处理系统包括：
红外图像预处理单元，用于以帧为单位将红外图像划分成红外图像帧元；
设置一处理模板，在所述处理模板上建立坐标并将所述坐标与探测器像元面阵进行对应，对应后形成一对照表存储在存储单元；
在处理模板上设置滑动窗口；所述滑动窗口以单一规则在处理模板上滑动；所述单一规则可以是按照横向逐次逐行扫描，或者按照竖向逐次逐条扫描。所述滑动窗口可以是一个，也可以是多个，当是多个时，需要标记每一滑动窗口的扫描规则，以避免进行重复的扫描。
输入单元，用于将红外图像帧元依次输入至处理模板；
校正单元，用于按照设定参数将由输入单元输入至处理模板上的红外图像帧元进行统一校正，
控制单元，用于在校正单元完成红外图像帧元在处理模板上的校正后，以载入滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元按照单一规则进行滑动检测，以检测出红外图像中盲元区域；
提取单元，用于以所述滑动模板按照设定的溢流参数标定盲元区域，并提取盲元区域对应的异常坐标数据，以异常坐标数据依据对照表匹配对应的探测器像元面阵单元；
调节模块，依据盲元区域成像状态调节探测器像元面阵单元中每一探测器像元的配置参数以改善盲元区域成像。
所述盲元区域是以滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元进行滑动检测得到的异常亮点区域和/或异常暗点区域；
其中，对于高于设定参数的范围之内盲元区域标记为异常亮点区域；
对于低于设定参数的范围之内盲元区域标记为异常暗点区域。
所述调节模块具有高压调节单元和低压调节单元；
所述高压调节单元用于对异常暗点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行上调以改善盲元区域成像；
所述低压调节单元用于对异常亮点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行下调以改善盲元区域成像。
本发明的原理为：将红外图像利用滑动窗口进行检测，以检测其是否具有盲元区域，然后依据盲元区域去调节盲元区域对应的探测器像元阵列单元，以改善红外热像仪的成像。具体的，获取红外图像，以帧为单位将所述红外图像划分成红外图像帧元；将所述红外图像帧元逐一输入至处理模板，按照设定参数进行统一校正，校正后由控制单元控制载入滑动窗口至处理模板，所述滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元进行滑动检测，以检测出红外图像中盲元区域；所述滑动模板按照设定的溢流参数标定盲元区域，提取盲元区域对应的异常坐标数据，以异常坐标数据依据对照表匹配对应的探测器像元面阵单元；所述盲元区域异常亮点区域和/或异常暗点区域利用高压调节单元用于对异常暗点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行上调以改善盲元区域成像；利用低压调节单元用于对异常亮点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行下调以改善盲元区域成像。
一般而言，红外图像太亮容易造成发白，太暗图像糊度大，无论是太亮或者太暗，都不能形成理想的成像，而这些因素和输入电压有直接关联，通过调节输入的电压，即可改善红外图像的成像；再有，热灵敏度的设置，热灵敏度设置太高，当输入的电压稍微过高就要会引起图像发白，热灵敏度太低，输入电压大于设定值才能有良好的成像，但输入电压过高会影响红外成像，因此，本发明的原理在于，先设定热灵敏度参数，然后通过调节电压来改善红外图像的成像，若在设定电压调节范围内，比如电压调节的上限和下限，当盲元区域为异常亮点区域时，调节输入电压至下限值时，异常亮点区域的改善达不到理想的成像效果，此时，则再需要将热灵敏度按照一个单位量逐次进行降低，直到达到理想的成像效果。当盲元区域为异常暗点区域时，调节输入电压至上限值时，异常暗点区域的改善达不到理想的成像效果，此时，则再需要将热灵敏度按照一个单位量逐次进行升高，直到达到理想的成像效果。
本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.红外图像盲元处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取红外图像，以帧为单位将所述红外图像划分成红外图像帧元；
设置一滑动窗口和一处理模板；
在所述处理模板上建立坐标并将所述坐标与探测器像元面阵进行对应，将对应表存储在存储单元；
将所述红外图像帧元逐一输入至处理模板，按照设定参数进行统一校正，校正后由控制单元控制载入滑动窗口至处理模板，所述滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元进行滑动检测，以检测出红外图像中盲元区域；
所述滑动模板按照设定的溢流参数标定盲元区域，提取盲元区域对应的异常坐标数据，以异常坐标数据依据对应表匹配对应的探测器像元面阵单元；
调节模块，依据盲元区域成像状态调节探测器像元面阵单元中每一探测器像元的配置参数以改善盲元区域成像；
所述设定参数至少包括:低温单帧图像取值的临界阈值下限；
及高温单帧图像取值的临界阈值上限；
所述配置参数包括探测器像元的热灵敏度及输入电压。
2.根据权利要求1所述的红外图像盲元处理方法，其特征在于，所述盲元区域是以滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元进行滑动检测得到的异常亮点区域和/或异常暗点区域；
具体的，所述滑动窗口加载设定的单帧图像取值的设定参数，在处理模板上对所述红外图像帧元进行单一规律的滑动检测，以识别红外图像帧元中温度分布是否在设定参数的范围之内；
对于高于设定参数的范围的盲元区域标记为异常亮点区域；
对于低于设定参数的范围的盲元区域标记为异常暗点区域；
所述调节模块具有高压调节单元和低压调节单元；
所述高压调节单元用于对异常暗点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行上调以改善盲元区域成像；
所述低压调节单元用于对异常亮点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行下调以改善盲元区域成像。
3.一种红外热像仪，包括红外热像仪本体，及嵌入在红外热像仪本体的处理系统，其特征在于，所述处理系统包括：
红外图像预处理单元，用于以帧为单位将红外图像划分成红外图像帧元；
设置一处理模板，在所述处理模板上建立坐标并将所述坐标与探测器像元面阵进行对应，对应后形成一对应表存储在存储单元；
在处理模板上设置滑动窗口；所述滑动窗口以单一规则在处理模板上滑动；
输入单元，用于将红外图像帧元依次输入至处理模板；
校正单元，用于按照设定参数将由输入单元输入至处理模板上的红外图像帧元进行统一校正，
控制单元，用于在校正单元完成红外图像帧元在处理模板上的校正后，以载入滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元按照单一规则进行滑动检测，以检测出红外图像中盲元区域；
提取单元，用于以所述滑动模板按照设定的溢流参数标定盲元区域，并提取盲元区域对应的异常坐标数据，以异常坐标数据依据对应表匹配对应的探测器像元面阵单元；
调节模块，依据盲元区域成像状态调节探测器像元面阵单元中每一探测器像元的配置参数以改善盲元区域成像；
所述设定参数至少包括:低温单帧图像取值的临界阈值下限；
及高温单帧图像取值的临界阈值上限；
所述配置参数包括探测器像元的热灵敏度及输入电压。
4.根据权利要求3所述的一种红外热像仪，其特征在于，所述盲元区域是以滑动窗口对处理模板上的红外图像帧元进行滑动检测得到的异常亮点区域和/或异常暗点区域；
其中，对于高于设定参数的范围的盲元区域标记为异常亮点区域；
对于低于设定参数的范围的盲元区域标记为异常暗点区域；
所述调节模块具有高压调节单元和低压调节单元；
所述高压调节单元用于对异常暗点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行上调以改善盲元区域成像；
所述低压调节单元用于对异常亮点区域对应的探测器像元面阵单元中的所有探测器像元配置参数进行下调以改善盲元区域成像。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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