[发明专利]一种特征初始化的非均匀校正方法及其系统

说明书

本发明涉及机载光电成像，特别涉及一种特征初始化的非均匀校正方法及其系统；本发明通过收集探测数据信息，采用基于图像邻近像元的统计特征的初始化非均匀校正增益系数初值同时进行预处理，得到红外图像的运动像素值，再进行计算得到两帧红外图像间的两维平移关系，再进行判定，判定为有效图像，再根据初始校正增益系数矩阵对有效图像的校正参数进行更新，将校正参数实时输出，得到校正后的图像再输出；本发明可以更加快速、准确地获取校正系数且在校正过程中没有鬼像或尾像。

技术领域

本发明涉及机载光电成像，特别涉及一种特征初始化的非均匀校正方法及其系统。

背景技术

机载光电成像系统包括机载光电吊舱、机载侦察/测绘相机、机载多光谱相机等，其广泛应用于情报搜查、国防监测、变化检测、精确测图和目标探测及预警等多个领域。

航空成像环境相对复杂，机载环境温度、大气辐射等环境参数的变化以及探测器自身非均匀性噪声会影响红外光电系统成像质量，其中，非均匀性噪声表现为明暗不均的图案噪声，会掩盖目标的边缘和细节信息，使图像目标模糊不清，甚至造成目标误判。

非均匀性校正可以分为两大类，分别为基于标定的非均匀性校正方法和基于场景的非均匀性校正；基于标定的非均匀性校正方法主要采用地面标定法，利用标准黑体辐射源在不同温度下对红外焦平面阵列的非均匀性进行标定，计算红外焦平面各探测单元在均匀黑体辐射下的响应输出值与标准探测单元响应输出值，以获得各探测元在特定温度下的校正增益和偏置，使探测器所有像元在同一温度下输出一致，该方法原理简单，计算量小，但机载环境十分复杂，温度、气压的短时间急剧变化使光学系统发生微弱形变，该方法难以满足机载红外探测的高精度要求。然而，基于场景的非均匀性校正为利用场景的统计特性来完成图像的非均匀性校正，但该方法需要目标和红外探测器之间发生相对运动，涉及大量图像数据帧参与运算，校正参数依赖场景信息变化校正精度更好，但计算方法相对复杂，对系统硬件要求较高。

目前专利名称为一种红外焦平面探测器闪元测试装置及测试方法(公开号为CN113049118A)的中国发明专利，公开了采用两点非均匀性校正方法基于黑体辐射源进行单点非均匀校正，但该方法对高动态复杂环境的校正精度有限；专利名称为一种基于改进互功率谱的星上图像配准叠加增强方法及系统(公开号为CN 112686933)的中国发明专利，公开了通过多组图像的配准和低价获得高对比度图像，但计算量大、迭代误差容易累计，限制了方法的推广应用，并且上述方法中没有考虑帧间图像配准过程中增益校正初值对校正效果的影响，校正效果有限。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种特征初始化的非均匀校正方法，通过收集探测数据信息，采用基于图像邻近像元的统计特征的初始化非均匀校正增益系数初值同时进行预处理，得到红外图像的运动像素值，再进行计算得到两帧红外图像间的两维平移关系，再进行判定，判定为有效图像，再根据初始校正增益系数矩阵对有效图像的校正参数进行更新，将校正参数实时输出，得到校正后的图像再输出；还提供了一种特征初始化的非均匀校正系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种特征初始化的非均匀校正方法，其中，包括如下步骤：

步骤一、收集探测数据信息，所述探测数据信息包括红外图像、载机运动信息、探测器曝光时间、温度信息、非均匀校正参数；

步骤二、通过邻近像元一致性完成校正系统的计算，得到一个初始增益校正系数矩阵；同时对收集的两帧红外图像进行预处理，滤除探测器坏点，根据所述载机运动信息、探测器曝光时间及两帧红外图像之间的帧差预估出两帧红外图像的运动像素值；

步骤三、根据两帧红外图像的运动像素值，得到两帧红外图像间的两维平移关系；

步骤四、根据两帧红外图像间的两维平移关系，判断两帧红外图像是否为有效图像，如果为无效图像，则返回步骤一，如果为有效图像，则继续下一步骤；

步骤五、根据初始增益校正系数矩阵对有效图像的校正参数进行更新；