一種積分時間動態(tài)調(diào)整的高精度非均勻性校正方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于紅外成像技【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種積分時間動態(tài)調(diào)整的高精度非均勻性校正方法。本發(fā)明的方法包括以下步驟：確定固定溫度下探測器響應(yīng)值與積分時間長度線性關(guān)系；進(jìn)行非均勻性校正；計算非均勻性校正參數(shù)；根據(jù)輻射溫度自適應(yīng)調(diào)節(jié)積分時間長度，確定積分時間長度所處的區(qū)間，實時生成當(dāng)前積分時間下的非均勻性校正參數(shù)，完成非均勻性校正過程。本發(fā)明的方法實現(xiàn)了紅外探測器工作過程中積分時間連續(xù)可調(diào)，解決了場景溫度變化范圍大時紅外探測器積分時間長度與非均勻性校正參數(shù)之間的不適應(yīng)問題，降低了積分時間切換對探測器性能和識別跟蹤的影響，工作過程中可以充分發(fā)揮探測器的探測性能。
【專利說明】一種積分時間動態(tài)調(diào)整的高精度非均勻性校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于紅外成像技【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種積分時間動態(tài)調(diào)整的高精度非均勻性校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外焦平面陣列成像系統(tǒng)代表著新一代紅外成像系統(tǒng)的發(fā)展方向，較其它熱成像系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、探測靈敏度和工作幀頻高等多方面的優(yōu)點，有著廣泛的應(yīng)用前景。但是IRFPA各探測單元響應(yīng)特性之間普遍存在著非一致性，即響應(yīng)的非均勻性。這一固有問題會使得所成像的圖像上呈現(xiàn)出不同程度的固定圖案噪聲干擾，湮沒真實的成像信息，是嚴(yán)重制約IRFPA成像系統(tǒng)性能的一個重要因素。因此必須對紅外焦平面陣列探測器進(jìn)行非均勻性校正。
[0003]目前紅外焦平面陣列非均勻性校正算法分為兩類:基于參考源的非均勻性校正方法和基于場景的非均勻性校正方法?；趨⒖荚吹姆蔷鶆蛐孕Ｕ惴ㄓ?單點校正方法、兩點校正方法、多點校正方法等；基于場景校正方法主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、時域高通濾波法、恒定統(tǒng)計法、代數(shù)校正算法等。
[0004]帶有紅外成像系統(tǒng)的飛行器在大氣中高速飛行時，其頭罩與氣流發(fā)生劇烈的相互作用，隨著飛行時間增加，造成頭罩溫度升高，探測器若采用固定積分時間，積分時間太短探測性能無法達(dá)到要求，太長會造成圖像探測器飽和。由于在高速條件下存在探測性能和探測器飽和之間的矛盾，因此工作過程中需要實時調(diào)整探測器積分時間長度。目前的非均勻性校正方法都是根據(jù)固定積分時間進(jìn)行的。采用固定積分時間得到的校正參數(shù)當(dāng)積分時間變化后，校正參數(shù)不在適應(yīng)，積分時間與校正參數(shù)不匹配的現(xiàn)象如圖1所示。
[0005]針對探測器的非均勻性通常采用基于參考源的多段兩點校正方法，該方法通過測試探測器響應(yīng)值選擇相應(yīng)溫度段的校正系數(shù)，校正過程計算量很小，可以達(dá)到較快的校正速度。但校正參數(shù)在固定積分時間下生成，當(dāng)場景溫度動態(tài)范圍較大且快速變化時，積分時間長度的變化范圍大，采用多段兩點校正方法需要選擇幾個覆蓋積分時間長度變化范圍的典型值，在各積分時間下生成多段兩點參數(shù)，若積分時間長度間隔過大會降低探測器的探測性能，間隔過短會產(chǎn)生大量的校正參數(shù)成像器中無充足空間存儲，且這種方法在切換積分時間時圖像均值差異過大造成圖像閃爍，影響后續(xù)的識別跟蹤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為:現(xiàn)有非均勻性校正方法中，場景溫度變化范圍大時，紅外探測器積分時間固定，易造成圖像飽和或響應(yīng)值過低，探測器工作過程中需要改變積分時間長度，采用固定積分時間生成的校正參數(shù)在積分時間長度發(fā)生變化時，校正參數(shù)不適應(yīng)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述:
[0008]一種積分時間動態(tài)調(diào)整的高精度非均勻性校正方法，包括以下步驟:[0009]步驟I
[0010]采集不同溫度下各積分時間長度的探測器響應(yīng)值數(shù)據(jù)，繪制探測器在不同積分時間長度的溫度-響應(yīng)值曲線，得到固定溫度下探測器響應(yīng)值與積分時間長度線性關(guān)系:
[0011]Yi=GIJO (I)
[0012]式中，
[0013]Ii為積分時間長度；
[0014]Yi為該固定溫度下探測器響應(yīng)值；
[0015]G、O 為常數(shù)；
[0016]步驟2
[0017]η個積分時間長度Ip 12，…In，構(gòu)成[I11I2L [12，I3L…[Ilri, In]共(η_1)個子區(qū)間；溫度范圍分為[T1, T2]、[T2, T3],…[Tm，Tm]共(m-ι)個溫度段；則第α個積分時間長度子區(qū)間、第β個溫度段對應(yīng)的非均勻性校正參數(shù)為Kae、Bae:
[0018]采用下式進(jìn)行非均勻性校正:
[0019]G' (i, j)=Ka0(i, j)G(i, j)+Ba0(i, j) (3)
[0020]式中，
[0021]G(i, j)為某一溫度下校正前圖像G位于(i，j)坐標(biāo)的灰度值；
[0022]G' (i, j)為該溫度下校正后圖像G位于(i，j)坐標(biāo)的灰度值；
[0023]步驟3
[0024]采用下式得到任意積分時間長度s下第P段的非均勻性校正參數(shù):
【權(quán)利要求】
1.一種積分時間動態(tài)調(diào)整的高精度非均勻性校正方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟I 采集不同溫度下各積分時間長度的探測器響應(yīng)值數(shù)據(jù)，繪制探測器在不同積分時間長度的溫度-響應(yīng)值曲線，得到固定溫度下探測器響應(yīng)值與積分時間長度線性關(guān)系: Yi=GIfO (I) 式中， Ii為積分時間長度； Yi為該固定溫度下探測器響應(yīng)值； G、O為常數(shù)； 步驟2 η個積分時間長度I1U2, -1n,構(gòu)成[IuIJJIuL]，…[Ilri, In]共(n-1)個子區(qū)間；溫度范圍分為[T1, T2]、[T2, T3],…[Tm+ TJ共(m-Ι)個溫度段；則第α個積分時間長度子區(qū)間、第β個溫度段對應(yīng)的非均勻性校正參數(shù)為Kae、Bae: 采用下式進(jìn)行非均勻性校正:
G' (i, j)=Ka0(i, j)G(i, j)+Ba0(i, j) (3) 式中， G(i, j)為某一溫度下校正前圖像G位于(i，j)坐標(biāo)的灰度值； G' (i, j)為該溫度下校正后圖像G位于(i，j)坐標(biāo)的灰度值； 步驟3 采用下式得到任意積分時間長度s下第P段的非均勻性校正參數(shù):

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種積分時間動態(tài)調(diào)整的高精度非均勻性校正方法，其特征在于: 步驟2中，
【文檔編號】G01J5/00GK103604503SQ201310238030
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】毛貴超, 張志恒 申請人:中國航天科工集團(tuán)第三研究院第八三五八研究所