本發(fā)明涉及紅外成像，尤其涉及一種無快門非均勻校正方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、由于非制冷紅外探測器各個探測單元的響應特性之間存在不同的非均勻性，該非均勻性會降低紅外成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量。對此，目前較為通用的非均勻校正方法是在系統(tǒng)中加裝內(nèi)置快門，并定時進行遮擋校正，而快門的加入會增加探測器機械結(jié)構(gòu)的復雜度，限制探測器的小型化發(fā)展，增加成本，同時快門校正過程會中斷圖像的輸入，影響系統(tǒng)對外觀察及對目標實時跟蹤。

2、由此，現(xiàn)有技術(shù)中已發(fā)展出無快門紅外圖像非均勻校正方法，包括：1、基于定標的非均勻校正方法，其通過建立探測器的工作狀態(tài)與響應的關(guān)系模型，以獲得不同的離線本底圖像，再根據(jù)實際工作狀態(tài)選取與之匹配的本底圖像，以對紅外圖像進行非均勻校正，但該技術(shù)方案中，關(guān)系模型難以獲取，且隨著時間推移，關(guān)系模型中的響應系數(shù)會產(chǎn)生一定的漂移，導致校正效果不佳；2、基于場景的非均勻校正方法，其通過統(tǒng)計場景特性，將非均勻性噪聲和有用的圖像信息進行分離，通過學習得到實時校正本底圖像，再通過實時校正本底圖像對紅外圖像進行非均勻校正，該技術(shù)方案實施時計算量大、收斂速度慢，且使用時存在較多限制條件，比如需要采用陀螺儀或者加速度計等硬件支持，且依賴于運動場景，對靜止場景下的圖像校正效果不佳。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種無快門非均勻校正方法及系統(tǒng)，其可以將紅外探測器獲取的非均勻性本底圖像的校正分解為起始偏置參數(shù)、增益偏置參數(shù)以及過程偏置參數(shù)，以實時、自動計算出非均勻校正的理想本底圖像，以在無快門校正條件下，實現(xiàn)對紅外圖像的非均勻性校正。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一方面，提供了一種無快門非均勻校正方法，其包括如下步驟：

4、根據(jù)紅外探測器端本底圖像、紅外鏡頭端本底圖像獲取本底圖像的起始偏置參數(shù)；

5、根據(jù)紅外成像設(shè)備從冷機狀態(tài)到熱平衡狀態(tài)時，紅外探測器輸出的紅外圖像數(shù)據(jù)變化量獲取本底圖像的增益偏置參數(shù)；

6、確定紅外成像設(shè)備從冷機狀態(tài)到熱平衡狀態(tài)過程中，紅外成像設(shè)備的紅外探測器獲取的當前本底圖像的殘留非均勻性，且根據(jù)該殘留非均勻性的變化量獲取本底圖像的過程偏置參數(shù)；

7、根據(jù)起始偏置參數(shù)、增益偏置參數(shù)、過程偏置參數(shù)對當前紅外圖像進行非均勻性校正。優(yōu)選的，根據(jù)如下公式獲取本底圖像的起始偏置參數(shù)offset1：

8、offset1＝coef1i*(y161i-y162i)

9、其中，coef1i為增益系數(shù)；y161i、y162i分別為校正后的紅外探測器端本底圖像、校正后的紅外鏡頭端本底圖像。

10、優(yōu)選的，校正后的紅外探測器端本底圖像y161i通過紅外探測器端本底圖像base1i的低頻特征，且基于兩點校正獲??；

11、校正后的紅外鏡頭端本底圖像y162i通過紅外鏡頭端本底圖像base2i的低頻特征，且基于兩點校正獲取。

12、優(yōu)選的，通過下述公式對應獲取校正后的紅外探測器端本底圖像y161i、紅外鏡頭端本底圖像y162i：

13、y161i＝k*x161i-base1i_m

14、y162i＝k*x162i-base2i_m

15、其中，k為對紅外圖像進行兩點校正時的增益系數(shù)；x161i為未進行兩點校正前，紅外探測器端本底圖像base1i的原始紅外圖像數(shù)據(jù)；x162i為未進行兩點校正前，紅外鏡頭端本底圖像base2i的原始紅外圖像數(shù)據(jù)；base1i_m、base2i_m分別為紅外探測器端本底圖像base1i的低頻特征、紅外鏡頭端本底圖像base2i的低頻特征。

16、優(yōu)選的，根據(jù)下述公式獲取本底圖像的增益偏置參數(shù)offset2：

17、offset2＝coeft1*δb＝coeft1*(x16t1-x16t2)

18、其中，coeft1為紅外成像設(shè)備的紅外探測器的焦平面溫度相關(guān)的乘性系數(shù)；δb為紅外成像設(shè)備從冷機狀態(tài)到熱平衡狀態(tài)時，紅外探測器輸出的紅外圖像數(shù)據(jù)變化量，且δb＝x16t1-x16t2；x16t1為紅外成像設(shè)備處于冷機狀態(tài)時，紅外探測器輸出的紅外圖像數(shù)據(jù)，x16t2為紅外成像設(shè)備處于熱平衡狀態(tài)時，紅外探測器輸出的紅外圖像數(shù)據(jù)；t1為與δb對應的焦溫變化量。

19、優(yōu)選的，根據(jù)下述公式獲取當前本底圖像殘余的非均勻性y16c：

20、y16c＝k*x16-base-offset1-k*offset2

21、其中，k為對紅外圖像進行兩點校正時的增益系數(shù)；base為紅外成像設(shè)備從冷機狀態(tài)到熱平衡狀態(tài)過程中，紅外成像設(shè)備的紅外探測器獲取的當前本底圖像；x16為未進行兩點校正前，紅外成像設(shè)備的紅外探測器輸出的原始紅外圖像數(shù)據(jù)；offset1、offset2分別為起始偏置參數(shù)、增益偏置參數(shù)。

22、優(yōu)選的，根據(jù)該殘留非均勻性的變化量獲取本底圖像的過程偏置參數(shù)，包括如下步驟：

23、獲取紅外成像設(shè)備從冷機狀態(tài)到熱平衡狀態(tài)過程中，本底圖像的殘留非均勻性變化量，并將其作為過程偏置模板mrn；

24、根據(jù)下述公式獲取過程偏置參數(shù)offset3：

25、offset3＝coef3*mrn

26、其中，coef3為過程偏置自適應系數(shù)。

27、8、如權(quán)利要求7所述的無快門非均勻校正方法，其特征在于，獲取所述過程偏置自適應系數(shù)coef3包括如下步驟：

28、獲取過程偏置模板mrn的全圖像素均值以及全圖像素中心值；

29、將過程偏置模板mrn中每一像素點的像素值與全圖像素中心值相減，以獲取去偏移后的模板圖像；

30、對去偏移后的模板圖像進行分塊；

31、根據(jù)下述公式獲取當前本底圖像與去偏移后的模板圖像的塊之間的方差：

32、

33、其中，imgni為本底圖像當前的殘留非均勻性y16c；d表示方差；

34、且根據(jù)下述公式獲取函數(shù)f值最小時，對應的系數(shù)coef3：

35、

36、優(yōu)選的，根據(jù)下述公式進行非均勻性校正：

37、nuc＝y(tǒng)16c-offset3＝k*x160-base0-offset1-k*offset2-offset3

38、其中，nuc為經(jīng)過非均勻性校正的紅外圖像；k為對紅外圖像進行兩點校正時的增益系數(shù)；base0為當前本底圖像；x160為未進行兩點校正前，紅外成像設(shè)備的紅外探測器輸出的原始紅外圖像數(shù)據(jù)；offset1、offset2、offset3分別為起始偏置參數(shù)、增益偏置參數(shù)、過程偏置參數(shù)。

39、另一方面，還提供了一種無快門非均勻校正系統(tǒng)，其包括：

40、起始偏置參數(shù)獲取單元，其用于根據(jù)獲取本底圖像的起始偏置參數(shù)；

41、增益偏置參數(shù)獲取單元，其用于根據(jù)紅外成像設(shè)備從冷機狀態(tài)到熱平衡狀態(tài)時，紅外探測器輸出的紅外圖像數(shù)據(jù)變化量獲取本底圖像的增益偏置參數(shù)；

42、殘留非均勻性獲取單元，其用于確定紅外成像設(shè)備從冷機狀態(tài)到熱平衡狀態(tài)過程中，紅外成像設(shè)備的紅外探測器獲取的當前本底圖像的殘留非均勻性；

43、過程偏置參數(shù)獲取單元，其用于根據(jù)紅外成像設(shè)備從冷機狀態(tài)到熱平衡狀態(tài)過程中，本底圖像的殘留非均勻性變化量獲取本底圖像的過程偏置參數(shù)；

44、圖像校正單元，其用于根據(jù)起始偏置參數(shù)、增益偏置參數(shù)、過程偏置參數(shù)對當前紅外圖像進行非均勻性校正。

45、綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

46、本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

47、本發(fā)明將紅外探測器獲取的非均勻性本底圖像的校正分解為起始偏置參數(shù)、增益偏置參數(shù)以及過程偏置參數(shù)，以實時、自動計算出非均勻校正的理想本底圖像，進一步實現(xiàn)在無快門校正條件下，對紅外圖像的非均勻性校正，其解決了響應系數(shù)產(chǎn)生漂移導致的校正效果不佳以及基于場景的非均勻校正方法中，對場景和硬件的依賴性過高的問題。