專利名稱：基于中值直方圖均衡的紅外非均勻性校正算法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于紅外非均勻性校正技術范圍內的一種，具體涉及一種基于中值直方圖均衡的紅外非均勻性校正算法，特別適用于紅外熱像儀圖像校正，減少紅外圖像非均勻性，避免“鬼影”。
背景技術：
理想情況下，當紅外焦平面陣列受到均勻輻射時，焦平面的響應輸出應完全一樣。實際上，由于制作器件的半導體材料不均勻、缺陷、工藝條件等因素影響下，紅外焦平面陣列的不同像元在同一均勻入射輻射下，其視頻輸出信號幅度不同，這就是紅外焦平面陣列輸出響應的非均勻性。和單點掃描方式和線陣掃描方式相比，紅外焦平面陣列更容易受到紅外響應非均勻性的影響。單點掃描方式不存在紅外響應非均勻性的問題，線陣掃描方式的響應非均勻性只存在于線陣方向，而對于焦平面陣列，這種紅外響應的非均勻性存在于整個像平面上。而且由于制作探測器的材料不同，其非均勻性嚴重程度也有所不同；并且愈是大規(guī)模的器件，非均勻性問題就愈突出，因此有必要減少器件的非均勻性。和非均勻性相關的概念有非均勻性(nonuniformity)、空間噪聲(spatialnoise)、固定模式噪聲(fixedpatternnoise)等。J. M. Mooney認為空間噪聲是對一幅紅外圖像進行校正后的噪聲，在不同的幀之間該噪聲具有相關性。空間噪聲在監(jiān)視器上以固定的模式出現(xiàn)，隨時間或工作環(huán)境略有變化，這個術語強調的是這種固定模式噪聲的統(tǒng)計特性。實際上，空間噪聲是在校正后的非均勻性。該特性可以被用于判斷探測器的應用場合及評估系統(tǒng)的最終性能。而非均勻性是焦平面陣列輸出在時域平均后的波動，表現(xiàn)為在紅外圖像上面會產生條紋現(xiàn)象。條紋的存在影響紅外圖像的清晰度，不利于觀察者進行觀察和測量，所以應盡量減少或者避免條紋，校正圖像的非均勻性。非均勻性校正方法主要包括兩種一類是定標法，另一類是場景法。定標法即基于紅外參照源的方法，這類方法的典型代表是兩點溫度定標算法，由于校正參數的生成不是來源于真實均勻外場輻射，所以校正性能難免會受到影響，又由于紅外系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，使得非均勻性會隨時間發(fā)生漂移，因此系統(tǒng)需要重復標定，這是定標法最大的缺點(D. A. Scribner, K. A. Sarkady. Nonuniformity correctionfor staring IR focal planearrays using scene-based techniques[C].1nfrared Detectors and Focal PlaneArrays, SPIE, 1990，1308(1) :224 233.)。另外一種場景法是依據實際場景的信息實現(xiàn)非均勻性校正，它極大的克服了溫度定標類NUC方法的不足，不需要參照源，簡化了系統(tǒng)結構，而且具有自適應校正的特點，兼顧了系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，成為NUC技術的發(fā)展的主要方向，將逐步替代定標法(D. A. Scribner, K. Asarkady, M. R. Kruer, et al. Adaptiveretina-like preprocessing for imaging detector arrays [C], Proc.1EEE, 1993, 1955 I960.)。中值算法最初是用來修正各相機中傳感器增益之間的差異，采用中值算法可以比較由不同相機獲得的圖像被直方均衡后更容易些，因此這種方法隨后被擴大到閃爍校正上的應用上。假設兩個累積直方圖H1, H2,則校正圖像的中值累積直方圖表示為:
權利要求
1.基于中值直方圖均衡的紅外非均勻性校正算法，其特征在于，算法步驟如下:第一步:采集一幅8bit的紅外圖像o(i，j) G {0,...,255},其中(i, j) G {1，...，N} X {1，...，M},像素數為M*N, i表示圖像上像素的行所在位置,j表示圖像上像素的列所在位置，M表示采集圖像的行數，N表示采集圖像的列數； 第二步:對于一幅圖像的每一列j e {1，...，M}: 確定每一列q的統(tǒng)計直方圖H' p然后根據統(tǒng)計直方圖獲得每一列的累積直方圖Hj
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于中值直方圖均衡的紅外非均勻性校正算法，本算法步驟如下首先采集一幅紅外圖像；再確定每一列的統(tǒng)計直方圖，根據統(tǒng)計直方圖獲得每一列的累積直方圖；根據相鄰列的累積直方圖進行高斯加權運算重新獲得當前列的累積直方圖；將每一列上各個像素根據得到的累積直方圖計算出相應地灰度值；最后輸出圖像，輸出的圖像大小和采集的圖像相同。本發(fā)明算法簡單且非常適合于并行實現(xiàn)；進行非均勻性校正時候不需要進行定標，也不需要進行相機的補償運動，也不需要關閉孔徑傳感器進行均衡。
文檔編號G01J5/00GK103076096SQ20131000416
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月7日 優(yōu)先權日2013年1月7日
發(fā)明者顧國華, 孫鐿誠, 陳錢, 隋修寶, 毛偉, 高航, 于雪蓮, 路東明, 錢惟賢, 何偉基, 張聞文, 徐雙雙 申請人:南京理工大學