[发明专利]一种红外图像多尺度智能化非均匀性校正方法

摘要

本发明公开了一种红外图像多尺度智能化非均匀性校正方法，涉及图像探测与处理技术领域，红外图像中的非均匀性会导致图像质量和显示严重降低，基于场景的非均匀性校正已经成为处理非均匀性的一种非常有效的方法，本发明提出了一种采用时域投影的基于场景配准的非均匀性校正方法以及其在硬件设备上的具体实现。发明了一个新的投影估计量来计算相邻帧的相对位移，利用一个行和列向量来分别计算行、列方向的位移且不会降低精度。还发明了一种改进的增益系数校正方法，它是用校正过的偏移系数来校正增益系数。本发明具有精度高、收敛速度快、计算量小、存储量低等优点，并已在小体积、低功耗的单一核心的FPGA上实现。

主权项

1.一种红外图像多尺度智能化非均匀性校正方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:初始化：采集第一帧未校正原始图像Y₁(i,j)，并将第一帧时的增益校正参数g₁(i,j)和偏置校正参数o₁(i,j)置为全1与全0；S2：非均匀性校正：读入一帧新的未校正原始图像Y_n(i,j),n＝2,3,4...，并与上一帧未校正原始图像Y_n‑1(i,j)一同利用当前非均匀性校正参数进行非均匀性校正，获得第n‑1帧校正后图像X_n‑1(i,j)与第n帧校正后图像X_n(i,j)；S3：采用新的投影偏移估计量算法来进行相邻两帧帧间配准，获取一对相邻帧图像，一帧设置为参考图像(reference frame)，一帧设为当前图像(current frame)，计算两帧图像水平和垂直方向的投影和公式如下：计算相邻两帧图像行、列投影的互相关系数矩阵，公式如下：分别选择行、列互相关系数矩阵最小值作为相邻两帧图像的行、列方向的相关位移量，公式如下：S4：增益、偏置校正参数调整：假定在两个相邻帧的场景中有一个重叠区域，在进行了非均匀性校正算法之后，相邻两帧应该在重叠区域相同的输出，也就意味着：y₁＝y₂y₁＝k₁·x₁+b₁y₂＝k₂·x₂+b₂根据这些方程，就可以得到：是x₁和x₂的平均值，假定由y₂表示的图像是朝向由y₁表示的图像移位，两帧的重叠区域定义为ERR，偏置校正系数调整可以用如下公式计算：α为收敛步长，增益校正系数调整公式：S5：参数调整完毕后，帧标号n加1，即n←n+1，然后返回步骤S2，由此循环步骤S2至步骤S5，红外焦平面的增益校正参数与偏置校正参数就会不断调整。