[发明专利]黑白面阵CCD相机平场校正方法及系统

权利要求书

1.一种黑白面阵CCD相机平场校正方法，其特征在于，包括：

关闭CCD相机的光圈，采集暗本底图像，得到与图像排列方式相同的暗本底矩阵Mat_a；

在正常使用条件下，采集标准白平衡纸图像，得到与图像排列方式相同的标准白矩阵Mat_b和灰度特性矩阵

在所述CCD相机响应特性与光源入射光线强度特性与采集标准白平衡纸图像相同的条件下，采集实际目标图像，得到实际图像矩阵Mat_s；

计算所述实际图像经平场校正后的相对灰度特性矩阵计算公式为：

2.根据权利要求1所述的黑白面阵CCD相机平场校正方法，其特征在于，所述响应特性以矩阵X表示，所述矩阵X对应光敏单元(x,y)的响应特性X(x,y)为：X(x,y)＝Y_c×k_c×f(x,y)×M_c；

其中，Y_c为相机的模数转换系数，k_c为所述光敏单元的注入时间与电子电荷量的乘积，f(x,y)为所述光敏单元量子效率η(x,y)与受光面积A(x,y)的乘积，M_c为反映目标的灰度特性入射光强度ω_r(x,y)、反射光强度n_f(x,y)三者映射关系的常系数，其中，

3.根据权利要求2所述的黑白面阵CCD相机平场校正方法，其特征在于，所述入射光强度特性以矩阵ω_r表示，所述入射光强度ω_r(x,y)为所述矩阵ω_r相对于图像排列方式的矩阵元素。

4.根据权利要求1至3任一所述的黑白面阵CCD相机平场校正方法，其特征在于，所述CCD相机最终输出信号P_CCD(x,y)与相机光敏单元的输出电荷Q(x,y)之间的关系如下式：

P_CCD(x,y)＝Y_c[Q(x,y)+I_a(x,y)×T]+G_pz(x,y)；

其中，P_CCD(x,y)为对应光敏单元(x,y)的CCD相机输出灰度值，Y_c为相机的模数转换系数，Q(x,y)为所述光敏单元的输出电荷量，I_a(x,y)为暗电流强度，T为相机积分时间，G_pz(x,y)为所述光敏单元的偏置。

5.根据权利要求4所述的黑白面阵CCD相机平场校正方法，其特征在于，Q(x,y)＝η(x,y)×q×A(x,y)×S(x,y)；S(x,y)＝n(x,y)×T；

其中，η(x,y)为光敏单元的量子效率；q为电子电荷量；A(x,y)为光敏单元的受光面积；n(x,y)为光子流速率；S(x,y)为光谱辐射量度。

6.根据权利要求1至3任一所述的黑白面阵CCD相机平场校正方法，其特征在于，所述暗本底矩阵Mat_a为多幅采集暗本底图像的平均值。

7.根据权利要求1至3任一所述的黑白面阵CCD相机平场校正方法，其特征在于，采集得到的所述标准白平衡纸图像不能存在过饱和像素。

8.一种用于如权利要求1至7任一所述方法的黑白面阵CCD相机平场校正系统。

9.根据权利要求8所述的黑白面阵CCD相机平场校正系统，其特征在于，包括：

第一参数获取模块，用于关闭CCD相机的光圈，采集暗本底图像，得到与图像排列方式相同的暗本底矩阵Mat_a；

第二参数获取模块，用于在正常使用条件下，采集标准白平衡纸图像，得到与图像排列方式相同的标准白矩阵Mat_b和灰度特性矩阵

第三参数获取模块，用于在所述CCD相机响应特性与光源入射光线强度特性与采集标准白平衡纸图像相同的条件下，采集实际目标图像，得到实际图像矩阵Mat_s；

校正模块，用于计算所述实际图像经平场校正后的相对灰度特性矩阵计算公式为：

10.根据权利要求9所述的黑白面阵CCD相机平场校正系统，其特征在于，所述响应特性以矩阵X表示，所述矩阵X对应光敏单元(x,y)的响应特性X(x,y)为：X(x,y)＝Y_c×k_c×f(x,y)×M_c；

其中，Y_c为相机的模数转换系数，k_c为所述光敏单元的注入时间与电子电荷量的乘积，f(x,y)为所述光敏单元量子效率η(x,y)与受光面积A(x,y)的乘积，M_c为反映目标的灰度特性入射光强度ω_r(x,y)、反射光强度n_f(x,y)三者映射关系的常系数，其中，以及

所述入射光强度特性以矩阵ω_r表示，所述入射光强度ω_r(x,y)为所述矩阵ω_r相对于图像排列方式的矩阵元素。