基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性校正裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性校正裝置及其方法。標(biāo)定模塊存儲(chǔ)不同探測(cè)器殼體溫度的鍋蓋圖像到FLASH中，系統(tǒng)工作時(shí)，參數(shù)調(diào)用模塊將FLASH中的鍋蓋圖像和非均勻性校正參數(shù)K調(diào)入SDRAM中，SDRAM讀取模塊讀出非均勻性校正參數(shù)K，同時(shí)根據(jù)實(shí)時(shí)輸入的探測(cè)器殼體溫度T讀取SDRAM中包含T的兩幀鍋蓋圖像；線性插值模塊根據(jù)探測(cè)器殼體溫度T和鍋蓋圖像線性插值出溫度T對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)鍋蓋圖像，并輸入到非均勻性校正模塊，非均勻性校正模塊對(duì)緩存后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻性校正后輸出。本發(fā)明拓寬了系統(tǒng)的工作溫度范圍，減小了溫度變化對(duì)圖像質(zhì)量的影響，系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)、噪聲小、功耗低。
【專利說明】
基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性校正裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于紅外圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性校 正裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 原始的紅外圖像普遍存在非均勻性大、對(duì)比度低、分辨率差等特點(diǎn)，大大降低了紅 外成像系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中成像的質(zhì)量。非均勻性指的是焦平面陣列在外界均勻光強(qiáng)照射 時(shí)，各單元的輸出不一致，在圖像上表現(xiàn)為空間噪聲或固定圖案噪聲?；趦牲c(diǎn)的紅外圖像 非均勻性校正是一種基于定標(biāo)的校正算法，兩點(diǎn)校正法是最早開展研究、最為成熟的算法 之一。應(yīng)用兩點(diǎn)法校正有兩個(gè)前提條件，第一，探測(cè)器的響應(yīng)在所關(guān)注的溫度范圍內(nèi)是線性 變化的，第二，探測(cè)器的響應(yīng)具有時(shí)間的穩(wěn)定性，并且其受隨機(jī)噪聲的影響較小，則非均勻 性引入固定模式的乘性和加性噪聲。
[0003] 基于定標(biāo)非均勻校正通常需要事先獲得校正所需要的定標(biāo)系數(shù)，然后在校正實(shí)現(xiàn) 過程中讀取這些數(shù)據(jù)作相應(yīng)的處理，但不能自適應(yīng)跟蹤探測(cè)元響應(yīng)特性的漂移。當(dāng)漂移很 大時(shí)，需要重新定標(biāo)來更新校正系數(shù)，通常采用擋片校正來更新兩點(diǎn)參數(shù)。但擋片擋下的時(shí) 間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)幾秒鐘的盲視現(xiàn)象，在快速移動(dòng)的工作場(chǎng)合，不利于觀察周圍的情況。綜上所 述，現(xiàn)有非均勻性校正存在以下問題：（1)因溫度變化容易引起圖像質(zhì)量惡化；（2)因擋片的 使用造成盲視、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、噪聲大、功耗增加等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)、噪聲小、功耗低的基于定標(biāo)的無擋片 的非均勻性校正裝置及其方法，以拓寬系統(tǒng)的使用溫度范圍，消除擋片使用過程中造成的 盲視現(xiàn)象。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性的校正裝 置，包括：
[0006] 鍋蓋圖像獲取與存儲(chǔ)模塊，根據(jù)設(shè)置的高低溫箱溫度，分別獲取不同溫度的鍋蓋 圖像，并存儲(chǔ)到FLASH中；（鍋蓋圖像表示由于探測(cè)器靶面接收到探測(cè)器外殼的輻射，且距離 外殼近的靶面四周接收的輻射多，距離外殼遠(yuǎn)的靶面中心接收的輻射少，繼而四周響應(yīng)值 大，中心響應(yīng)值小，產(chǎn)生的中間黑、四周白的圖像）；
[0007] 黑體標(biāo)定模塊，分別設(shè)置黑體的溫度值為高溫TH和低溫TL，獲取高溫和低溫兩幀 圖像；
[0008] 非均勻性參數(shù)K計(jì)算模塊，根據(jù)鍋蓋圖像獲取與存儲(chǔ)模塊得到的各個(gè)探測(cè)器殼體 溫度的鍋蓋圖像計(jì)算出黑體標(biāo)定時(shí)探測(cè)器殼體的鍋蓋圖像，然后再根據(jù)黑體標(biāo)定時(shí)的探測(cè) 器響應(yīng)以及相應(yīng)的鍋蓋圖像計(jì)算出非均勻性校正參數(shù)K，寫入FLASH中；
[0009] FLASH，存儲(chǔ)探測(cè)器殼體不同溫度的鍋蓋圖像以及非均勻性校正參數(shù)K;
[0010] SDRAM，系統(tǒng)工作過程中，存儲(chǔ)探測(cè)器殼體不同溫度的鍋蓋圖像以及非均勻性校正 參數(shù)κ;
[0011]參數(shù)調(diào)用模塊，在系統(tǒng)上電時(shí)，把FLAS腫的數(shù)據(jù)調(diào)到SDRAM中；
[0012] SDRAM讀取模塊，讀取SDRAM中的非均勻性校正參數(shù)K，同時(shí)根據(jù)外界輸入的實(shí)時(shí)的 探測(cè)器殼體溫度T讀取相應(yīng)溫度段內(nèi)的鍋蓋圖像；
[0013] FIFO緩存模塊1，緩存探測(cè)器輸出的原始圖像數(shù)據(jù)D;
[0014] FIFO緩存模塊2，緩存從SDRAM讀出的鍋蓋圖像；
[0015] FIFO緩存模塊3，緩存從SDRAM讀出的非均勻性校正參數(shù)K;
[0016]讀FIFO控制模塊，根據(jù)探測(cè)器輸出的原始圖像數(shù)據(jù)和幀信號(hào)，產(chǎn)生FIFO的讀信號(hào)， 讀出經(jīng)過FIFO緩存后的圖像數(shù)據(jù)D1、鍋蓋圖像和非均勻性校正參數(shù)K;
[0017] 線性插值模塊，根據(jù)實(shí)時(shí)輸入的探測(cè)器殼體溫度T，采用讀出的鍋蓋圖像線性插值 計(jì)算出當(dāng)前溫度T對(duì)應(yīng)的鍋蓋；
[0018] 非均勻性校正模塊，對(duì)圖像數(shù)據(jù)Dl進(jìn)行非均勻性校正并輸出；
[0019] 上述FLASH分別和鍋蓋圖像獲取與儲(chǔ)存模塊、非均勻性參數(shù)K計(jì)算模塊、黑體標(biāo)定 模塊、SDRAM、參數(shù)調(diào)用模塊連接，SDRAM讀取模塊與SDRAM連接，SDRAM分別與FLASH、SDRAM讀 取模塊、FIFO緩存模塊2和FIFO緩存模塊3連接，讀FIFO控制模塊與FIFO緩存模塊1、FIF0緩 存模塊2、FIFO緩存模塊3連接，線性插值模塊與FIFO緩存模塊2連接，非均勻性校正模塊與 FIFO緩存模塊1、線性插值模塊、FIFO緩存模塊3連接。
[0020] 一種如上所述基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性校正裝置的校正方法，步驟如下：
[0021] 步驟1，將探測(cè)器靶面對(duì)著均勻的背景，待系統(tǒng)在溫度為To~Tn的環(huán)境中工作穩(wěn)定 后，鍋蓋圖像獲取與存儲(chǔ)模塊分別存儲(chǔ)各溫度下的探測(cè)器輸出V?~V cn，即鍋蓋圖像存入到 FLASH中，同時(shí)記錄探測(cè)器殼體的溫度Tbo~Tbn;
[0022] 步驟2,在常溫下，將探測(cè)器靶面對(duì)著均勻黑體，設(shè)置黑體的溫度分別為高溫TH和 低溫TL，待系統(tǒng)工作穩(wěn)定后，黑體標(biāo)定模塊分別存儲(chǔ)下兩個(gè)溫度的探測(cè)器輸出高溫VH和低 溫VL，并記錄此時(shí)的探測(cè)器殼體溫度Tblac^H和Tblack_L ;
[0023]步驟3,非均勻性參數(shù)K計(jì)算模塊根據(jù)黑體標(biāo)定模塊的探測(cè)器殼體溫度Tblackji和 Tblack_L，以及鍋蓋圖像獲取與存儲(chǔ)模塊得到各個(gè)探測(cè)器殼體溫度Tbo~Tbn對(duì)應(yīng)的鍋蓋圖像 Vgo~VGn，計(jì)算出非均勻性校正參數(shù)K;
[0024]步驟4,根據(jù)非均勻性校正參數(shù)K對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻校正并輸出。
[0025]進(jìn)一步地，步驟3所述計(jì)算非均勻性校正參數(shù)K，具體步驟為：
[0026] (3.1)利用線性插值計(jì)算黑體高溫TH和低溫TL對(duì)應(yīng)探測(cè)器殼體溫度TbiEkj^P Tblack_L的鍋蓋圖像VblackJ和Vblack_L，具體公式為：
[0027]
[0028]
[0029] 其中，1^、1'的+1)、1^、1^」+1)分別表示在環(huán)境溫度1^、1'(1 + 1)、1']_、1'(]_+1)中系統(tǒng)工 作穩(wěn)定后的探測(cè)器殼體溫度，〇 < i，i+1，j，j+1 < n，n為正整數(shù)，VGi、VG(i+i)、VGj分別表不在環(huán) 境溫度!1、1'(1+1)、1\]_、1'(」+1)下系統(tǒng)工作穩(wěn)定后的鍋蓋圖像；
[0030] (3.2)計(jì)算探測(cè)器的非均勻性校正參數(shù)K，公式為：
[0031]
[0032] 其中，rawWiKi/i表示對(duì)著黑體的響應(yīng)高溫VH減去探測(cè)器殼體溫度Tbi ackji對(duì)應(yīng)的鍋 蓋圖像后的一幀圖像的平均值，^^7表示對(duì)著黑體的響應(yīng)低溫VL減去探測(cè)器殼體溫度 Tbiack_L對(duì)應(yīng)的鍋蓋圖像后的一幀圖像的平均值，VHm-Vbi ack Jta和VLm-Vbiack_u分別表示黑體溫 度為高溫TH和低溫TL時(shí)，一幀MXN的圖像中第m個(gè)像素探測(cè)器的響應(yīng)減去對(duì)應(yīng)探測(cè)器殼體 溫度下鍋蓋的值，M表示行數(shù)，N表示列數(shù)，K m表示第m個(gè)像素的非均勻性校正參數(shù)。
[0033]進(jìn)一步地，步驟4所述根據(jù)非均勻性校正參數(shù)K對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻校正并輸 出，具體如下：
[0034] (4.1)參數(shù)調(diào)用模塊將FLASH中存儲(chǔ)的鍋蓋圖像和非均勻性校正參數(shù)K讀取并存儲(chǔ) 到SDRAM中；
[0035] (4.2) SDRAM讀取模塊根據(jù)實(shí)時(shí)輸入的探測(cè)器殼體溫度T，讀取SDRAM中對(duì)應(yīng)的探測(cè) 器殼體溫度為Tbq、Tb(q+1)的鍋蓋圖像，并讀取SDRAM中的非均勻性校正參數(shù)K;
[0036] (4.3)FIF0緩存模塊1緩存探測(cè)器輸出的原始圖像數(shù)據(jù)，F(xiàn)IFO緩存模塊2緩存SDRAM 讀取模塊從SDRAM中讀取的鍋蓋圖像，F(xiàn)IFO緩存模塊3緩存SDRAM讀取模塊從SDRAM中讀取的 非均勻性校正參數(shù)K;
[0037] (4.4)讀FIFO控制模塊產(chǎn)生FIFO的讀信號(hào)，分別讀出FIFO緩存模塊1、FIF0緩存模 塊2、FIF0緩存模塊3中的數(shù)據(jù)；
[0038] (4.5)線性插值模塊根據(jù)FIFO緩存模塊2中讀出的鍋蓋圖像，利用線性插值計(jì)算出 實(shí)時(shí)的探測(cè)器殼體溫度T的鍋蓋圖像；
[0039] (4.6)非均勻性校正模塊利用線性插值模塊計(jì)算出的實(shí)時(shí)鍋蓋圖像和FIFO緩存模 塊3中的非均勻性校正參數(shù)K對(duì)FIFO緩存模塊1輸出的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻校正后輸出。
[0040] 進(jìn)一步地，步驟(4.2)中所述DRAM讀取模塊根據(jù)實(shí)時(shí)輸入的探測(cè)器殼體溫度T，讀 取SDRAM中對(duì)應(yīng)的探測(cè)器殼體溫度為T bq、Tb(q+1)的鍋蓋圖像，Tbq、Tb(q+1)滿足下式：
[0041] Tbq<T<Tb(q+i)
[0042] 0 < q,q+l < η
[0043] 其中，η為正整數(shù)。
[0044] 進(jìn)一步地，步驟(4.4)中所述讀FIFO控制模塊產(chǎn)生FIFO的讀信號(hào)，分別讀出FIFO緩 存模塊1、FIF0緩存模塊2、FIF0緩存模塊3中的數(shù)據(jù)，其中讀FIFO控制模塊將FIFO緩存模塊1 中的圖像數(shù)據(jù)、線性插值模塊計(jì)算得到的鍋蓋圖像數(shù)據(jù)以及FIFO緩存模塊3中的非均勻性 校正參數(shù)K對(duì)齊。
[0045] 進(jìn)一步地，步驟(4.5)中所述線性插值模塊根據(jù)FIFO緩存模塊2中讀出的鍋蓋圖 像，利用線性插值計(jì)算出實(shí)時(shí)的探測(cè)器殼體溫度T的鍋蓋圖像，具體計(jì)算方式為：
[0046]
[0047] 其中，Vct表示探測(cè)器殼體溫度為T的鍋蓋圖像，Vc(q+1)、VCq分別表示探測(cè)器殼體溫 度為T b(q+1)、Tbq的鍋蓋圖像。
[0048]進(jìn)一步地，步驟(4.6)中所述非均勻性校正模塊利用線性插值模塊計(jì)算出的實(shí)時(shí) 鍋蓋圖像和FIFO緩存模塊3中的非均勻性校正參數(shù)K對(duì)FIFO緩存模塊1輸出的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行 非均勻校正，具體校正方式為：
[0049] Dout=KX (D1-Vgt)+C
[0050] 其中，Dciut表示非均勻性校正后的輸出圖像，Dl為FIFO緩存模塊1輸出的圖像數(shù)據(jù)， C表示常量。
[0051] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：（1)考慮了各個(gè)溫度范圍內(nèi)的鍋蓋圖像， 拓寬了使用的溫度范圍；（2)采用無擋片技術(shù)，實(shí)時(shí)減去鍋蓋圖像，解決了因溫度變化引起 的圖像質(zhì)量惡化問題；（3)避免使用擋片進(jìn)行非均勻性校正，解決了因擋片使用過程中出現(xiàn) 的盲視現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0052]圖1是本發(fā)明基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性校正裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0053]圖2是探測(cè)器原始輸出圖像與本發(fā)明處理后的效果對(duì)比圖，其中（a)為探測(cè)器對(duì)著 均勻背景輸出的含鍋蓋的非均勻圖，（b)為對(duì)著均勻背景經(jīng)過本發(fā)明處理后的圖，（C)為對(duì) 著室外場(chǎng)景經(jīng)過本發(fā)明處理后的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0055]非均勻性校正是焦平面陣列在外界均勻光強(qiáng)照射時(shí)，將不一致的各單元輸出校正 到同一個(gè)值，使得輸出圖像均勻低噪聲?；趦牲c(diǎn)的紅外圖像非均勻性校正是一種基于定 標(biāo)的校正算法，通常需要事先獲得校正所需要的定標(biāo)系數(shù)，然后在校正實(shí)現(xiàn)過程中讀取這 些數(shù)據(jù)作相應(yīng)的處理。
[0056]結(jié)合圖1，本發(fā)明基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性的校正裝置，包括：
[0057]鍋蓋圖像獲取與存儲(chǔ)模塊，根據(jù)設(shè)置的高低溫箱溫度，分別獲取不同溫度的鍋蓋 圖像，并存儲(chǔ)到FLASH中（鍋蓋圖像表示由于探測(cè)器靶面接收到探測(cè)器外殼的輻射，且距離 外殼近的靶面四周接收的輻射多，距離外殼遠(yuǎn)的靶面中心接收的輻射少，繼而四周響應(yīng)值 大，中心響應(yīng)值小，產(chǎn)生的中間黑、四周白的圖像）；
[0058] 黑體標(biāo)定模塊，分別設(shè)置黑體的溫度值為高溫TH和低溫TL，獲取高溫和低溫兩幀 圖像；
[0059] 非均勻性參數(shù)K計(jì)算模塊，根據(jù)鍋蓋圖像獲取與存儲(chǔ)模塊得到的各個(gè)探測(cè)器殼體 溫度的鍋蓋圖像計(jì)算出黑體標(biāo)定時(shí)探測(cè)器殼體的鍋蓋圖像，然后再根據(jù)黑體標(biāo)定時(shí)的探測(cè) 器響應(yīng)以及相應(yīng)的鍋蓋圖像計(jì)算出非均勻性校正參數(shù)K，寫入FLASH中；
[0060] FLASH，存儲(chǔ)探測(cè)器殼體不同溫度的鍋蓋圖像以及非均勻性校正參數(shù)K;
[0061] SDRAM，系統(tǒng)工作過程中，存儲(chǔ)探測(cè)器殼體不同溫度的鍋蓋圖像以及非均勻性校正 參數(shù)K;
[0062]參數(shù)調(diào)用模塊，在系統(tǒng)上電時(shí)，把FLASH中的數(shù)據(jù)調(diào)到SDRAM中；
[0063] SDRAM讀取模塊，讀取SDRAM中的非均勻性校正參數(shù)K，同時(shí)根據(jù)外界輸入的實(shí)時(shí)的 探測(cè)器殼體溫度T讀取相應(yīng)溫度段內(nèi)的鍋蓋圖像；
[0064] FIFO緩存模塊1，緩存探測(cè)器輸出的原始圖像數(shù)據(jù)D;
[0065] FIFO緩存模塊2，緩存從SDRAM讀出的鍋蓋圖像；
[0066] FIFO緩存模塊3,緩存從SDRAM讀出的非均勻性校正參數(shù)K;
[0067] 讀FIFO控制模塊，根據(jù)探測(cè)器輸出的原始圖像數(shù)據(jù)和幀信號(hào)，產(chǎn)生FIFO的讀信號(hào)， 讀出經(jīng)過FIFO緩存后的圖像數(shù)據(jù)D1、鍋蓋圖像和非均勻性校正參數(shù)K;
[0068] 線性插值模塊，根據(jù)實(shí)時(shí)輸入的探測(cè)器殼體溫度T，采用讀出的鍋蓋圖像線性插值 計(jì)算出當(dāng)前溫度T對(duì)應(yīng)的鍋蓋；
[0069]非均勻性校正模塊，對(duì)圖像數(shù)據(jù)Dl進(jìn)行非均勻性校正并輸出；
[0070] 上述FLASH分別和鍋蓋圖像獲取與儲(chǔ)存模塊、非均勻性參數(shù)K計(jì)算模塊、黑體標(biāo)定 模塊、SDRAM、參數(shù)調(diào)用模塊連接，SDRAM讀取模塊與SDRAM連接，SDRAM分別與FLASH、SDRAM讀 取模塊、FIFO緩存模塊2和FIFO緩存模塊3連接，讀FIFO控制模塊與FIFO緩存模塊1、FIF0緩 存模塊2、FIFO緩存模塊3連接，線性插值模塊與FIFO緩存模塊2連接，非均勻性校正模塊與 FIFO緩存模塊1、線性插值模塊、FIFO緩存模塊3連接。
[0071] 標(biāo)定時(shí)，鍋蓋圖像獲取與存儲(chǔ)模塊首先獲取系統(tǒng)在不同環(huán)境溫度To~Tn下工作穩(wěn) 定后的鍋蓋圖像并存入FLASH中，黑體標(biāo)定模塊存儲(chǔ)黑體溫度為TH和TL的探測(cè)器響應(yīng)，然后 非均勻性參數(shù)K計(jì)算模塊根據(jù)黑體標(biāo)定模塊以及鍋蓋圖像獲取與存儲(chǔ)模塊得到的圖像計(jì)算 出非均勻性校正參數(shù)K，并存入FLASH中。系統(tǒng)工作時(shí)，參數(shù)調(diào)用模塊將FLASH中的鍋蓋圖像 和非均勻性校正參數(shù)K調(diào)入SDRAM中，原始圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過FIFO緩存模塊1進(jìn)行緩存；SDRAM讀 取模塊根據(jù)實(shí)時(shí)輸入的探測(cè)器殼體溫度T讀取SDRAM中包含T的兩幀鍋蓋圖像，送入FIFO緩 存模塊2進(jìn)行緩存，同時(shí)讀出非均勻性校正參數(shù)K，送入FIFO緩存模塊3進(jìn)行緩存;讀FIFO控 制模塊產(chǎn)生FIFO讀信號(hào)，讀出在FIFO中緩存的圖像數(shù)據(jù)、鍋蓋圖像、非均勻性校正參數(shù);線 性插值模塊根據(jù)探測(cè)器殼體溫度T和FIFO緩存模塊2中的鍋蓋圖像線性插值出溫度對(duì)應(yīng)的 實(shí)時(shí)鍋蓋圖像，并輸入到非均勻性校正模塊;非均勻性校正模塊對(duì)緩存后的圖像數(shù)據(jù)用非 均勻性校正參數(shù)、實(shí)時(shí)鍋蓋圖像進(jìn)行非均勻性校正后輸出。
[0072]本發(fā)明如所述基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性的校正裝置的校正方法，步驟如下：
[0073] 步驟1，將探測(cè)器靶面對(duì)著均勻的背景，待系統(tǒng)在溫度為To~Tn的環(huán)境中工作穩(wěn)定 后，鍋蓋圖像獲取與存儲(chǔ)模塊分別存儲(chǔ)各溫度下的探測(cè)器輸出V?~V cn，即鍋蓋圖像存入到 FLASH中，同時(shí)記錄探測(cè)器殼體的溫度Tbo~Tbn。
[0074] 步驟2,在常溫下，將探測(cè)器靶面對(duì)著均勻黑體，設(shè)置黑體的溫度分別為高溫TH和 低溫TL，待系統(tǒng)工作穩(wěn)定后，黑體標(biāo)定模塊分別存儲(chǔ)下兩個(gè)溫度的探測(cè)器輸出高溫VH和低 溫VL，并記錄此時(shí)的探測(cè)器殼體溫度Tbl ac^H和Tblack_L。
[0075] 步驟3,非均勻性參數(shù)K計(jì)算模塊根據(jù)黑體標(biāo)定模塊的探測(cè)器殼體溫度Tblac^H和 Tblack_L，以及鍋蓋圖像獲取與存儲(chǔ)模塊得到各個(gè)探測(cè)器殼體溫度Tbo~Tbn對(duì)應(yīng)的鍋蓋圖像 Vgo~VGn，計(jì)算出非均勻性校正參數(shù)K;所述計(jì)算非均勻性校正參數(shù)K，具體步驟為：
[0076] (3.1)利用線性插值計(jì)算黑體高溫TH和低溫TL對(duì)應(yīng)探測(cè)器殼體溫度Tblac^H和 Tblack_L的鍋蓋圖像VblackJ和Vblack_L，具體公式為：
[0079] 其中，1^、1'的+1)、1^、1^」+1)分別表示在環(huán)境溫度1^、1'(1 + 1)、1']_、1'(]_+1)中系統(tǒng)工
[0077]
[0078] 作穩(wěn)定后的探測(cè)器殼體溫度，O < i，i+1，j，j+1 < n，n為正整數(shù)，VGi、VG(i+i)、VGj分別表不在環(huán) 境溫度!1、1'(1+1)、1\]_、1'(」+1)下系統(tǒng)工作穩(wěn)定后的鍋蓋圖像；
[0080] (3.2)計(jì)算探測(cè)器的非均勻性校正參數(shù)K，公式為：
[0081]
[0082] 其中，表示對(duì)著黑體的響應(yīng)高溫VH減去探測(cè)器殼體溫度Tbiackji對(duì)應(yīng)的鍋 蓋圖像后的一幀圖像的平均值，W·-表示對(duì)著黑體的響應(yīng)低溫VL減去探測(cè)器殼體溫度 Tbiack_L對(duì)應(yīng)的鍋蓋圖像后的一幀圖像的平均值，VHm-Vbi ack Jta和VLm-Vbiack_u分別表示黑體溫 度為高溫TH和低溫TL時(shí)，一幀MXN的圖像中第m個(gè)像素探測(cè)器的響應(yīng)減去對(duì)應(yīng)探測(cè)器殼體 溫度下鍋蓋的值，M表示行數(shù)，N表示列數(shù)，K m表示第m個(gè)像素的非均勻性校正參數(shù)。
[0083]步驟4,根據(jù)非均勻性校正參數(shù)K對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻校正并輸出，具體如下： [0084] (4.1)參數(shù)調(diào)用模塊將FLASH中存儲(chǔ)的鍋蓋圖像和非均勻性校正參數(shù)K讀取并存儲(chǔ) 到SDRAM中；
[0085] (4.2) SDRAM讀取模塊根據(jù)實(shí)時(shí)輸入的探測(cè)器殼體溫度T，讀取SDRAM中對(duì)應(yīng)的探測(cè) 器殼體溫度為Tbq、Tb(q+1)的鍋蓋圖像，并讀取SDRAM中的非均勻性校正參數(shù)K;T bq、Tb(q+1)滿足 下式：
[0086] Tbq<T<Tb(q+i)
[0087] 0 < q,q+l < η
[0088] 其中，η為正整數(shù)。
[0089] (4.3)FIF0緩存模塊1緩存探測(cè)器輸出的原始圖像數(shù)據(jù)，F(xiàn)IFO緩存模塊2緩存SDRAM 讀取模塊從SDRAM中讀取的鍋蓋圖像，F(xiàn)IFO緩存模塊3緩存SDRAM讀取模塊從SDRAM中讀取的 非均勻性校正參數(shù)K;
[0090] (4.4)讀FIFO控制模塊產(chǎn)生FIFO的讀信號(hào)，分別讀出FIFO緩存模塊1、FIF0緩存模 塊2、FIF0緩存模塊3中的數(shù)據(jù);其中讀FIFO控制模塊將FIFO緩存模塊1中的圖像數(shù)據(jù)、線性 插值模塊計(jì)算得到的鍋蓋圖像數(shù)據(jù)以及FIFO緩存模塊3中的非均勻性校正參數(shù)K對(duì)齊。
[0091] (4.5)線性插值模塊根據(jù)FIFO緩存模塊2中讀出的鍋蓋圖像，利用線性插值計(jì)算出 實(shí)時(shí)的探測(cè)器殼體溫度T的鍋蓋圖像，具體計(jì)算方式為：
[0092]
[0093] 其中，Vgt表示探測(cè)器殼體溫度為T的鍋蓋圖像，VG(q+1)、VGq分別表示探測(cè)器殼體溫 度為Tb(q+1)、Tbq的鍋蓋圖像。
[0094] (4.6)非均勻性校正模塊利用線性插值模塊計(jì)算出的實(shí)時(shí)鍋蓋圖像和FIFO緩存模 塊3中的非均勻性校正參數(shù)K對(duì)FIFO緩存模塊1輸出的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻校正后輸出，具 體校正方忒為，
[0095]
[0096]其中，Dciut表示非均勻性校正后的輸出圖像，Dl為FIFO緩存模塊1輸出的圖像數(shù)據(jù)， C表示常量，用于調(diào)整輸出為正數(shù)，通常取模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字輸出范圍的中間值。
[0097] 實(shí)施例1
[0098] 采用探測(cè)器型號(hào)為GWIR 02 02 X1A，分辨率為384X288，AD位寬為14的輸入圖像， 鍋蓋圖像標(biāo)定的環(huán)境溫度為-20°C~50°C，每5°C標(biāo)1幀，黑體溫度為-20°C和50°C，將探測(cè)器 的原始輸出圖像輸入無擋片的非均勻性校正模塊對(duì)圖像進(jìn)行處理。結(jié)合圖2,其中圖2(a)探 測(cè)器對(duì)著均與背景，輸出的含鍋蓋的非均勻圖像，圖中存在大量豎條紋，中心區(qū)域出現(xiàn)發(fā)黑 的鍋蓋，圖2(b)表示經(jīng)過本發(fā)明處理后，探測(cè)器對(duì)著均勻背景，圖像較為均勻，沒有豎條紋 和鍋蓋，圖2(c)表示經(jīng)過本發(fā)明處理后看室外場(chǎng)景的圖像，細(xì)節(jié)清晰可辨，質(zhì)量較好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性校正裝置，其特征在于，包括： 鍋蓋圖像獲取與存儲(chǔ)模塊，根據(jù)設(shè)置的高低溫箱溫度，分別獲取不同溫度的鍋蓋圖像， 并存儲(chǔ)到FLASH中； 黑體標(biāo)定模塊，分別設(shè)置黑體的溫度值為高溫TH和低溫化，獲取高溫和低溫兩帖圖像； 非均勻性參數(shù)K計(jì)算模塊，根據(jù)鍋蓋圖像獲取與存儲(chǔ)模塊得到的各個(gè)探測(cè)器殼體溫度 的鍋蓋圖像計(jì)算出黑體標(biāo)定時(shí)探測(cè)器殼體的鍋蓋圖像，然后再根據(jù)黑體標(biāo)定時(shí)的探測(cè)器響 應(yīng)W及相應(yīng)的鍋蓋圖像計(jì)算出非均勻性校正參數(shù)K，寫入FLA甜中； FLA甜，存儲(chǔ)探測(cè)器殼體不同溫度的鍋蓋圖像W及非均勻性校正參數(shù)K; SDRAM，系統(tǒng)工作過程中，存儲(chǔ)探測(cè)器殼體不同溫度的鍋蓋圖像W及非均勻性校正參數(shù) K; 參數(shù)調(diào)用模塊，在系統(tǒng)上電時(shí)，把FLASH中的數(shù)據(jù)調(diào)到SDRAM中； SDRAM讀取模塊，讀取SDRAM中的非均勻性校正參數(shù)K，同時(shí)根據(jù)外界輸入的實(shí)時(shí)的探測(cè) 器殼體溫度T讀取相應(yīng)溫度段內(nèi)的鍋蓋圖像； FIFO緩存模塊1，緩存探測(cè)器輸出的原始圖像數(shù)據(jù)D; FIFO緩存模塊2，緩存從SDRAM讀出的鍋蓋圖像； FIFO緩存模塊3，緩存從SDRAM讀出的非均勻性校正參數(shù)K; 讀FIFO控制模塊，根據(jù)探測(cè)器輸出的原始圖像數(shù)據(jù)和帖信號(hào)，產(chǎn)生FIFO的讀信號(hào)，讀出 經(jīng)過FIFO緩存后的圖像數(shù)據(jù)D1、鍋蓋圖像和非均勻性校正參數(shù)K; 線性插值模塊，根據(jù)實(shí)時(shí)輸入的探測(cè)器殼體溫度T，采用讀出的鍋蓋圖像線性插值計(jì)算 出當(dāng)前溫度T對(duì)應(yīng)的鍋蓋； 非均勻性校正模塊，對(duì)圖像數(shù)據(jù)D1進(jìn)行非均勻性校正并輸出； 上述FLASH分別和鍋蓋圖像獲取與儲(chǔ)存模塊、非均勻性參數(shù)K計(jì)算模塊、黑體標(biāo)定模塊、 SDRAM、參數(shù)調(diào)用模塊連接，SDRAM讀取模塊與SDRAM連接，SDRAM分別與FLA細(xì)、SDRAM讀取模 塊、FIFO緩存模塊2和FIFO緩存模塊3連接，讀FIFO控制模塊與FIFO緩存模塊1、FIF0緩存模 塊2、FIF0緩存模塊3連接，線性插值模塊與FIFO緩存模塊2連接，非均勻性校正模塊與FIFO 緩存模塊1、線性插值模塊、FIFO緩存模塊3連接。2. -種如權(quán)利要求1所述基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性校正裝置的校正方法，其特征 在于:步驟如下： 步驟1，將探測(cè)器祀面對(duì)著均勻的背景，待系統(tǒng)在溫度為To~Τη的環(huán)境中工作穩(wěn)定后，鍋 蓋圖像獲取與存儲(chǔ)模塊分別存儲(chǔ)各溫度下的探測(cè)器輸出Vgo~VGn，即鍋蓋圖像存入到FLASH 中，同時(shí)記錄探測(cè)器殼體的溫度TbO~Tbn; 步驟2,在常溫下，將探測(cè)器祀面對(duì)著均勻黑體，設(shè)置黑體的溫度分別為高溫ΤΗ和低溫 TL，待系統(tǒng)工作穩(wěn)定后，黑體標(biāo)定模塊分別存儲(chǔ)下兩個(gè)溫度的探測(cè)器輸出高溫VH和低溫化， 并記錄此時(shí)的探測(cè)器殼體溫度Tblack_^PTblack_L; 步驟3，非均勻性參數(shù)K計(jì)算模塊根據(jù)黑體標(biāo)定模塊的探測(cè)器殼體溫度Tblack_^PTblack_L， W及鍋蓋圖像獲取與存儲(chǔ)模塊得到各個(gè)探測(cè)器殼體溫度TbO~Tbn對(duì)應(yīng)的鍋蓋圖像VgO~VGn， 計(jì)算出非均勻性校正參數(shù)K; 步驟4,根據(jù)非均勻性校正參數(shù)K對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻校正并輸出。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性校正方法，其特征在于：步驟3 所述計(jì)算非均勻性校正參數(shù)κ，具體步驟為： (3.1) 利用線性插值計(jì)算黑體高溫ΤΗ和低溫化對(duì)應(yīng)探測(cè)器殼體溫度孔13。1<_林日孔13。1<_1的 鍋蓋圖像化lack_H和化lack_L，具體公式為：其中，山、打山1)、叫、打化1)分別表示在環(huán)境溫度11、了。+ 1)、。'、1'(^' + 1)中系統(tǒng)工作穩(wěn)定 后的探測(cè)器殼體溫度，0含i，i+1，j，j+1含n，n為正整數(shù)，VGi、VG(i+i)、VGj分別表示在環(huán)境溫度 Ti、Τ( i+1)、Τj、Τ( j+1)下系統(tǒng)工作穩(wěn)定后的鍋蓋圖像； (3.2) 計(jì)算探測(cè)器的非均勻性校正參數(shù)K，公式為：其中，W-i'ww. Η表示對(duì)著黑體的響應(yīng)高溫VH減去探巧職殼體溫度Tblack_H對(duì)應(yīng)的鍋蓋圖 像后的一帖圖像的平均值，化-巧表示對(duì)著黑體的響應(yīng)低溫化減去探測(cè)器殼體溫度 Tblack_L對(duì)應(yīng)的鍋蓋圖像后的一帖圖像的平均值，VHm-化lack_血和VLm-Vblack_Lm分別表示黑體溫 度為高溫TH和低溫化時(shí)，一帖MXN的圖像中第m個(gè)像素探測(cè)器的響應(yīng)減去對(duì)應(yīng)探測(cè)器殼體 溫度下鍋蓋的值，Μ表示行數(shù)，N表示列數(shù)，Km表示第m個(gè)像素的非均勻性校正參數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性校正方法，其特征在于：步驟4 所述根據(jù)非均勻性校正參數(shù)K對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻校正并輸出，具體如下： (4.1) 參數(shù)調(diào)用模塊將化A細(xì)中存儲(chǔ)的鍋蓋圖像和非均勻性校正參數(shù)K讀取并存儲(chǔ)到 SDRAM 中； (4.2) SDRAM讀取模塊根據(jù)實(shí)時(shí)輸入的探測(cè)器殼體溫度T，讀取SDRAM中對(duì)應(yīng)的探測(cè)器殼 體溫度為Tbq、Tb(q+i)的鍋蓋圖像，并讀取SDRAM中的非均勻性校正參數(shù)K; (4.3 )FIFO緩存模塊1緩存探測(cè)器輸出的原始圖像數(shù)據(jù)，F(xiàn)IK)緩存模塊2緩存SDRAM讀取 模塊從SDRAM中讀取的鍋蓋圖像，F(xiàn)IK)緩存模塊3緩存SDRAM讀取模塊從SDRAM中讀取的非均 勻性校正參數(shù)K; (4.4) 讀FIFO控制模塊產(chǎn)生FIFO的讀信號(hào)，分別讀出FIFO緩存模塊1、FIF0緩存模塊2、 FIFO緩存模塊3中的數(shù)據(jù)； (4.5) 線性插值模塊根據(jù)FIFO緩存模塊2中讀出的鍋蓋圖像，利用線性插值計(jì)算出實(shí)時(shí) 的探測(cè)器殼體溫度T的鍋蓋圖像； (4.6) 非均勻性校正模塊利用線性插值模塊計(jì)算出的實(shí)時(shí)鍋蓋圖像和FIFO緩存模塊3 中的非均勻性校正參數(shù)K對(duì)FIFO緩存模塊1輸出的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻校正后輸出。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性校正方法，其特征在于：步驟 (4.2)中所述DRAM讀取模塊根據(jù)實(shí)時(shí)輸入的探測(cè)器殼體溫度T，讀取SDRAM中對(duì)應(yīng)的探測(cè)器 殼體溫度為Tbq、Tb (qU)的鍋蓋圖像，Tbq、Tb(qU)滿足下式： Tbq ^ Τ*\Tb(q+l) 0. q，q+l < η 其中，η為正整數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性校正方法，其特征在于：步驟 (4.4) 中所述讀FIFO控制模塊產(chǎn)生FIFO的讀信號(hào)，分別讀出FIFO緩存模塊1、FIFO緩存模塊 2、FIF0緩存模塊3中的數(shù)據(jù)，其中讀FIFO控制模塊將FIFO緩存模塊1中的圖像數(shù)據(jù)、線性插 值模塊計(jì)算得到的鍋蓋圖像數(shù)據(jù)W及FIFO緩存模塊3中的非均勻性校正參數(shù)K對(duì)齊。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性校正方法，其特征在于：步驟 (4.5) 中所述線性插值模塊根據(jù)FIFO緩存模塊2中讀出的鍋蓋圖像，利用線性插值計(jì)算出實(shí) 時(shí)的探測(cè)器殼體溫度T的鍋蓋圖像，具體計(jì)算方式為：其中，Vgt表示探測(cè)器殼體溫度為T的鍋蓋圖像，VG(q+i)、VGq分別表示探測(cè)器殼體溫度為 Tb(q+1)、Tbq的鍋蓋圖像。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于定標(biāo)的無擋片的非均勻性校正方法，其特征在于：步驟 (4.6) 中所述非均勻性校正模塊利用線性插值模塊計(jì)算出的實(shí)時(shí)鍋蓋圖像和FIFO緩存模塊 3中的非均勻性校正參數(shù)K對(duì)FIFO緩存模塊1輸出的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻校正，具體校正方 式為： D〇ut = KX (D1~Vgt)+C 其中，Dcut表示非均勻性校正后的輸出圖像，D1為FIFO緩存模塊1輸出的圖像數(shù)據(jù)，C表 示常量。
【文檔編號(hào)】G01J5/00GK105841821SQ201610405813
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】隋修寶, 黃熙燕, 宋祥偉, 劉程威, 劉源, 陳錢, 顧國(guó)華, 于雪蓮, 錢惟賢, 何偉基
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué)