[发明专利]一种短波红外焦平面自适应非均匀校正算法

权利要求书

1.一种短波红外焦平面自适应非均匀校正算法，其特征在于，包括以下步骤：

①对线性模型进行两个前提假设；

②忽略探测单元在辐射范围较小和去除饱和时存在误差情况下，近似地认为焦平面响应是线性的,在均匀的辐射度条件下，焦平面的非均匀性线性模型用下式来表示：

Y_k(i,j)＝a_k(i,j)*X_k(i,j)-b_k(i,j)+n_k(i,j)

式中，X_k(i,j)表示第k帧时，坐标为(i,j)的探测元所接收到的真实红外辐射度，a_k(i,j)和b_k(i,j)分别为此时，该探测单元的乘性噪声变量和加性噪声变量，n_k(i,j)为读出电路的电子噪声，a_k(i,j)和b_k(i,j)的值同时也随时间变化而改变；

③通过步骤②得出焦平面的非均匀性主要是由乘性的增益和加性的偏置组成，影响焦平面非均匀性的主要是偏置，并且随着环境温度、探测器温度和工作时间的变化，偏置在不停的改变，因此出现很多场景校正算法，只是对偏置不停的预测补偿，在场景不断运动的情况下就得到很好的效果；

④把偏置值的非均匀性分解成环境温度、探测器温度几类影响因子的组合加上一个固定的均值偏置构成模型：

Y_k(i,j)＝A_k(i,j)*X_k(i,j)+B_k(i,j)*T_FPA+C_k(i,j)*T_ENV+m

式中，A_k(i,j)和B_k(i,j)、C_k(i,j)分别为焦平面非均匀性响应系数、探测器温度非均匀性系数、工作时间非均匀性系数，m是固定的均值偏置，在校正中忽略；

⑤假设红外焦平面成像的像元间灰度是连续的，那么红外图像中相邻像元之间的差别在一定帧数的统计意义上是很小的，这意味着两个相邻像元在时间的直方图上几乎是相等的；

⑥根据步骤⑤的假设把单个探测单元的真实响应值近似等同于邻域探测元响应均值Y，从而作为logistics回归的估计值：

则非均匀校正估计值的logistics函数模型为

⑦根据上述非均匀校正模型，非均匀校正的logistics函数模型为：

⑧利用最大似然估计，求出非均匀性校正的参数，如下式：

求解A_k(i,j)和B_k(i,j)、C_k(i,j)焦平面非均匀性响应系数、探测器温度非均匀性系数、工作时间非均匀性系数，具体求解用牛顿-拉菲森迭代方法求解。

2.如权利要求1所述的短波红外焦平面自适应非均匀校正算法，其特征在于：所述线性模型的两个前提假设包括：(1)焦平面中每个探测单元的响应在时间上是稳定的，不会因为工作时间长短而变化；(2)每个探测单元的工作区域是线性的。