紅外圖像盲元矯正方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紅外圖像盲元矯正方法，包括：步驟S1，獲得紅外圖像位于A×A窗口內(nèi)的最大像素值、最小像素值以及中間像素值；步驟S2，判斷窗口內(nèi)的中心像素值是否等于最大像素值或者最小像素值、最大像素值與最小像素值之差是否大于預(yù)設(shè)閾值、中心像素值與中間像素值之差是否大于預(yù)設(shè)閾值；步驟S3，在滿足條件一和條件二時(shí)或者在滿足條件三時(shí)，采用中間像素值替換中心像素值，其中，條件一為窗口內(nèi)的中心像素值等于最大像素值或者最小像素值，條件二為最大像素值與最小像素值之差大于預(yù)設(shè)閾值，條件三為中心像素值與中間像素值之差大于預(yù)設(shè)閾值；步驟S4，重復(fù)步驟S1至步驟S3。本發(fā)明提供的紅外圖像盲元矯正方法，把盲元當(dāng)成噪點(diǎn)進(jìn)行矯正。
【專利說明】
紅外圖像盲元矯正方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及紅外圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紅外圖像盲元矯正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 紅外成像電子學(xué)組件是熱成像系統(tǒng)的重要組成部分，其肩負(fù)著充分發(fā)揮紅外焦平 面探測(cè)器性能、將紅外焦平面探測(cè)器輸出的電信號(hào)經(jīng)過處理轉(zhuǎn)化為視頻信號(hào)或者其它系統(tǒng) 規(guī)定格式信號(hào)的功能。紅外成像電子學(xué)組件則包括硬件系統(tǒng)和圖像處理算法兩大部分，由 于當(dāng)前硬件系統(tǒng)平臺(tái)已經(jīng)十分完善，因此紅外圖像處理技術(shù)成為成像電子學(xué)組件的重要研 究?jī)?nèi)容。
[0003] 紅外圖像來源于探測(cè)器的輸出信號(hào)，對(duì)于紅外焦平面陣列探測(cè)器不同單元的響應(yīng) 率存在較大差異，會(huì)導(dǎo)致紅外圖像產(chǎn)生非均勻性。與此同時(shí)，探測(cè)器中由于器件和輸出電路 的材料和制造工藝的缺陷，大多包含有一定數(shù)量的壞的像元，簡(jiǎn)稱盲元。為了得到高質(zhì)量的 紅外圖像，就需要對(duì)帶有盲元的圖像進(jìn)行盲元矯正的處理，得到盲元矯正后的紅外圖像。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中常采用標(biāo)定法和自適應(yīng)盲元檢查補(bǔ)償法進(jìn)行盲元矯正。標(biāo)定法是通過 軟件傳感器檢測(cè)盲元進(jìn)行標(biāo)定，利用周圍的非盲元點(diǎn)來估計(jì)盲元點(diǎn)像素從而進(jìn)行替換。由 于不同探測(cè)器檢測(cè)不同盲元位置，每塊探測(cè)器都需要標(biāo)定盲元位置，盲元位置信息需要儲(chǔ) 存，因而會(huì)消耗存儲(chǔ)器資源。自適應(yīng)盲元檢查補(bǔ)償法是通道算法檢測(cè)盲元，利用周圍點(diǎn)對(duì)盲 元進(jìn)行補(bǔ)償，然后再檢測(cè)盲元、再補(bǔ)償，一直迭代直到?jīng)]有盲元被檢測(cè)出來。該算法需要幀 與幀的迭代，而且迭代次數(shù)不定，因而時(shí)間消耗長(zhǎng)且變化，不易于硬件實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有的盲元矯正方法需要消耗存儲(chǔ)器資源、時(shí)間消耗長(zhǎng)的問 題。
[0006] 本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種紅外圖像盲元矯正方法，包括:步驟S1，獲得紅外圖像位于AXA窗口內(nèi)的最大 像素值、最小像素值以及中間像素值，其中，A為不小于3的奇數(shù);步驟S2,判斷窗口內(nèi)的中心 像素值是否等于最大像素值或者最小像素值、最大像素值與最小像素值之差是否大于預(yù)設(shè) 閾值、中心像素值與中間像素值之差是否大于預(yù)設(shè)閾值;步驟S3,在滿足條件一和條件二時(shí) 或者在滿足條件三時(shí)，采用中間像素值替換中心像素值，其中，條件一為窗口內(nèi)的中心像素 值等于最大像素值或者最小像素值，條件二為最大像素值與最小像素值之差大于預(yù)設(shè)閾 值，條件三為中心像素值與中間像素值之差大于預(yù)設(shè)閾值;步驟S4，滑動(dòng)A X A窗口，重復(fù)步 驟S1至步驟S3,直到遍歷紅外圖像上所有像素點(diǎn)。
[0008] 可選的，A為3。
[0009] 可選的，所述預(yù)設(shè)閾值為8至500。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0011] 本發(fā)明提供的紅外圖像盲元矯正方法，把盲元當(dāng)成噪點(diǎn)處理，利用盲元在圖像中 特性及盲元表現(xiàn)為暗點(diǎn)或者亮點(diǎn)，采用窗口滑動(dòng)的方式根據(jù)窗口內(nèi)像素值檢測(cè)出盲元，并 用中間像素值替換盲元像素值。本發(fā)明在檢測(cè)盲元的同時(shí)也在檢測(cè)圖像中的噪點(diǎn)，所以在 去除盲元的同時(shí)也會(huì)消除一部分噪點(diǎn)。并且，本發(fā)明自動(dòng)檢測(cè)盲元，易于FPGA實(shí)現(xiàn)，計(jì)算速 度快。
【附圖說明】
[0012] 此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部 分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：
[0013] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的紅外圖像盲元矯正方法的流程示意圖；
[0014] 圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的窗口內(nèi)像素值示意圖；
[0015] 圖3是本發(fā)明另一種實(shí)施例的窗口內(nèi)像素值示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本 發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作 為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0017]實(shí)施例
[0018] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的紅外圖像盲元矯正方法的流程示意圖，所述紅外圖像盲元 矯正方法包括：
[0019] 步驟S1，獲得紅外圖像位于AXA窗口內(nèi)的最大像素值、最小像素值以及中間像素 值，其中，A為不小于3的奇數(shù)。具體地，對(duì)窗口內(nèi)的所有像素值按升序或者降序進(jìn)行排列，最 小像素值為第1位數(shù)的值或者最后1位數(shù)的值，最大像素值為最后1位數(shù)的值或者第1位數(shù)的 值，中間像素值為第(A X A+1) /2位數(shù)的值。
[0020] 步驟S2,判斷窗口內(nèi)的中心像素值是否等于最大像素值或者最小像素值、最大像 素值與最小像素值之差是否大于預(yù)設(shè)閾值、中心像素值與中間像素值之差是否大于預(yù)設(shè)閾 值。所述預(yù)設(shè)閾值根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置:若紅外圖像的所有像素值較大，則所述預(yù)設(shè)閾值 可以設(shè)置得較大;若紅外圖像的所有像素值較小，則所述預(yù)設(shè)閾值可以設(shè)置得較小。在本實(shí) 施例中，所述預(yù)設(shè)閾值為8至500。
[0021] 步驟S3，在滿足條件一和條件二時(shí)或者在滿足條件三時(shí)，采用中間像素值替換中 心像素值，其中，條件一為窗口內(nèi)的中心像素值等于最大像素值或者最小像素值，條件二為 最大像素值與最小像素值之差大于預(yù)設(shè)閾值，條件三為中心像素值與中間像素值之差大于 預(yù)設(shè)閾值。
[0022] 步驟S4,滑動(dòng)AXA窗口，重復(fù)步驟S1至步驟S3,直到遍歷紅外圖像上所有像素點(diǎn)。 [0023]以所述預(yù)設(shè)閾值為200、圖2所示3 X 3窗口內(nèi)的像素值為例，最大像素值為400，最 小像素值為100,中間像素值為270,中心像素值為400。雖然中心像素值400與中間像素值 270之差小于預(yù)設(shè)閾值，但中心像素值400等于最大像素值且最大像素值400與最小像素值 100之差大于預(yù)設(shè)閾值，因而采用中間像素值270替換中心像素值400。
[0024]以所述預(yù)設(shè)閾值為200、圖3所示3 X 3窗口內(nèi)的像素值為例，最大像素值為610，最 小像素值為100,中間像素值為270,中心像素值為600。雖然中心像素值600不等于最大像素 值或者最小像素值，但中心像素值600與中間像素值270之差大于預(yù)設(shè)閾值，因而采用中間 像素值270替換中心像素值600。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種利用FPGA實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方式。具體地，采用兩 個(gè)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器rami和ram2緩存一行輸入數(shù)據(jù)。以輸入圖像數(shù)據(jù)為I(I，j)為例，輸入圖 像數(shù)據(jù)I(I，j)的奇數(shù)行寫入rami，輸入圖像數(shù)據(jù)I(I，j)的偶數(shù)行寫入ram2，第二行開始直 到m+1行結(jié)束(圖像有效行為m行，有效列η列）。
[0026]數(shù)據(jù)緩存后進(jìn)行輸出，其中，ΙΒη為中心行數(shù)據(jù)，是輸入數(shù)據(jù)I(i，j)延遲一行輸出； IBn-i是IBn的上一行數(shù)據(jù)，當(dāng)IBn是圖像第一行時(shí)，IB n-i等于IBn;IBn+1是IBn的下一行數(shù)據(jù)，當(dāng) ΙΒη是圖像第m+Ι行時(shí)，IBn+1等于ΙΒη。
[0027] 輸入第二行開始直到第m+1行輸出IBn-，在輸入第二行：IBn-i和ΙΒη等于 rami中讀出數(shù)據(jù)，ΙΒη+1等于輸入圖像數(shù)據(jù)I(i，j);在輸入數(shù)據(jù)的第3行到m+1行，奇數(shù)行： I Bn- 1等于ram 1輸出數(shù)據(jù)，I Bn等于ram2輸出數(shù)據(jù)，偶數(shù)行：I Bn-1等于ram2輸出數(shù)據(jù)，I Bn等于 rami輸出數(shù)據(jù);在輸入數(shù)據(jù)的第3行到m行，IBn+1都等于I(I，j);在輸入數(shù)據(jù)的第m+Ι行，IBn+1 都等于IBn+1。即：
[0031] 滑動(dòng)3列窗口生成器，通過三個(gè)串聯(lián)的寄存器實(shí)現(xiàn)：
[0032] REGl_n3 = IBn-1，REGl_n2 = REG_n3，REGl_nl =REG_n2;
[0033] REG2_n3 = IBn，REG2_n2 = REG_n3，REG2_nl = REG_n2;
[0034] REG3_n3 = IBn+i，REG3_n2 = REG_n3，REG3_nl =REG_n2〇
[0035] REGl_n3、REGl_n2、REGl_nl、REG2_n3、REG2_n2、REG2_nl、REG3_n3、REG3_n2、REG3_ nl這9個(gè)寄存器為3 X 3窗口數(shù)據(jù)，REG2_n2是窗口中心像素。
[0036] 比較 REGl_n3、REGl_n2、REGl_n 1、REG2_n3、REG2_n2、REG2_n 1、REG3_n3、REG3_n2、 REG3_nl求出9個(gè)數(shù)據(jù)中的最大像素值d_max、最小像素值d_min以及中間像素值d_med。
[0037] 比較中心像素 REG2_n2是否等于d_max或者d_min，并且在d_max-d_min>thd時(shí)輸出 盲元標(biāo)志f 1 = 1，否則f 1 = 0，thd為預(yù)設(shè)閾值；
[0038] 在REG2_n2_d_med>thd時(shí)輸出盲元標(biāo)志f2 = l，否則f2 = 0。
[0039] 在f 1 = 1或者f2 = 1時(shí)，用中間像素值d_med替換中心像素 REG2_n2。
[0040] 以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步 詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明 的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種紅外圖像盲元矯正方法，其特征在于，包括： 步驟S1，獲得紅外圖像位于A X A窗口內(nèi)的最大像素值、最小像素值以及中間像素值，其 中，A為不小于3的奇數(shù)； 步驟S2，判斷窗口內(nèi)的中心像素值是否等于最大像素值或者最小像素值、最大像素值 與最小像素值之差是否大于預(yù)設(shè)閾值、中心像素值與中間像素值之差是否大于預(yù)設(shè)閾值； 步驟S3,在滿足條件一和條件二時(shí)或者在滿足條件三時(shí)，采用中間像素值替換中心像 素值，其中，條件一為窗口內(nèi)的中心像素值等于最大像素值或者最小像素值，條件二為最大 像素值與最小像素值之差大于預(yù)設(shè)閾值，條件三為中心像素值與中間像素值之差大于預(yù)設(shè) 閾值； 步驟S4,滑動(dòng)AXA窗口，重復(fù)步驟S1至步驟S3,直到遍歷紅外圖像上所有像素點(diǎn)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外圖像盲元矯正方法，其特征在于，A為3。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外圖像盲元矯正方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)閾值為8至 500 〇
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK106097276SQ201610454956
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】謝雪平, 章睿, 曾衡東
【申請(qǐng)人】成都市晶林科技有限公司