基于場(chǎng)景的紅外非均勻性校正算法研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著夜間監(jiān)視、森林防火監(jiān)控、海洋搜救、海洋污染監(jiān)測(cè)、軍事目標(biāo)偵查等領(lǐng)域需求的不斷擴(kuò)大，人們迫切需要高分辨率，高溫度靈敏度的紅外探測(cè)器，從而完成傳統(tǒng)遙感所不能完成的任務(wù)。但紅外探測(cè)器中探測(cè)像元兩兩之間相互獨(dú)立，其響應(yīng)具有非均勻性，圖像上存在固定樣式噪聲。通過(guò)非均勻性校正去除圖像上的固定樣式噪聲能夠有效地提高熱靈敏度，研究表明：非均勻性每降低0.013％，可以提升熱靈敏度10mk。同時(shí)像元的響應(yīng)容易受外部環(huán)境影響，如環(huán)境溫度、偏置電

2、壓等因素，導(dǎo)致固定樣式噪聲具有時(shí)變性，增加了非均勻性校正的難度。
　　為了去除時(shí)變的固定樣式噪聲，國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者已提出了大量的基于場(chǎng)景的非均勻性校正算法。但現(xiàn)有算法存在實(shí)時(shí)性差、魯棒性差、易產(chǎn)生鬼影等問(wèn)題。未見有基于場(chǎng)景的非均勻性校正算法得到實(shí)際應(yīng)用的報(bào)道。本文針對(duì)凝視型與掃描型兩種紅外熱成像探測(cè)器，在兼顧算法實(shí)時(shí)性的情況下，重點(diǎn)解決傳統(tǒng)的場(chǎng)景非均勻性算法魯棒性差、易產(chǎn)生鬼影的問(wèn)題，從而提高成像熱靈敏度，為高靈敏度紅外熱像儀的研制

3、提供理論基礎(chǔ)。
　　在凝視型紅外熱成像中，本文針對(duì)傳統(tǒng)場(chǎng)景非均勻性校正方法在圖像的邊緣紋理區(qū)域會(huì)產(chǎn)生鬼影的問(wèn)題，從紅外熱傳導(dǎo)效應(yīng)出發(fā)，分析紅外圖像的局部空間相關(guān)性，提出了一種基于空時(shí)結(jié)合停止門限的自適應(yīng)非均勻性校正方法，將產(chǎn)生鬼影的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。算法的主要貢獻(xiàn)在于：通過(guò)空間相關(guān)性檢測(cè)局部均勻區(qū)域；通過(guò)時(shí)域幀間運(yùn)動(dòng)檢測(cè)前后幀是否存在變化；提出空時(shí)結(jié)合的判決門限，只有在幀間存在運(yùn)動(dòng)的局部均勻區(qū)域才允許更新校正系數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提

4、出的算法魯棒性強(qiáng)，能夠有效地抑制鬼影，非均勻性從0.09%降低至0.057%，高熱靈敏度提高了約22mk。
　　在掃描型紅外熱成像中，針對(duì)連續(xù)紅外視頻，利用掃描方向上的像素點(diǎn)具有相同的非均勻性這一特性，本文提出了一種基于最小二乘擬合的非均勻性校正方法，通過(guò)在圖像的每一行構(gòu)建校正前后的廣義方程組，從而找出非均勻性校正系數(shù)的自適應(yīng)迭代方向并進(jìn)行更新。實(shí)現(xiàn)了全局和局部運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景視頻的非均勻性校正處理。與傳統(tǒng)的場(chǎng)景非均勻性校正算法相比，粗糙