红外成像系统非均匀性快速校正方法.pdf

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1、第38卷第11期舰船科学技术Vol.38,No.112016年11月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYNov.,2016红外成像系统非均匀性快速校正方法李召龙1，沈同圣2，史浩然1，娄树理1(1.海军航空工程学院控制工程系，山东烟台264001；2.国防科技信息中心，北京100037)摘要:针对传统基于场景的非均匀性校正方法计算量大的缺点，提出一种快速校正方法。通过对图像序列进行分析，得出非均匀性的表现形式可看作是在理想视频上叠加一个固定图案噪声这一结论。首先对前k帧图像求取均值，得到包含非均匀性而且背景灰度趋于一致的均值图像；然后提取非均匀性噪

2、声矩阵，将原始非均匀性图像与噪声矩阵做差，便可实现非均匀性的快速校正。利用仿真图像序列与实拍视频对方法进行验证，实验结果表明提出的方法能够有效对非均匀性进行校正，而且计算量较小，具有更快的校正速度。关键词：非均匀性校正；固定噪声图案；均值图像；噪声矩阵中图分类号：TN911.73文献标识码：A文章编号：1672–7619(2016)11–0148–03doi：10.3404/j.issn.1672–7619.2016.11.031FastnonuniformitycorrectionmethodforIRimagingsystemLIZhao-long1,SH

3、ENTong-sheng2,SHIHao-ran1,LOUShu-li1(1.DepartmentofControlEngineering,NavalAeronauticalandAstronauticalUniversity,Yantai264001,China;2.NationalDefenseScienceandTechnologyInformationCenter,Beijing100037,China)Abstract:Tosolvetheproblemofthelargecalculationquantitywhencorrectingthenon

4、uniformityusingthetradition-alscene-basedmethod,afastcorrectionmethodwasproposed.Throughtheanalysisoftheimagesequences,theresultsshowedthatthenonuniformitycanbeseenasthatafixedpatternnoisesuperimposedontheidealvideo.Firstly,themeanimageofthefirstkframeswasobtained.Thenthenonuniformi

5、tynoisematrixwasextracted.Theoriginalimagecouldbecorrectedbysubtractingthenoisematrix.Themethodwasvalidatedbyusingsimulatedvideoandrealvideo.Experimentalresultsshowthatthemethodcancorrectthenonuniformitywithsmallercalculationquantityandfasterspeed.Keywords:nonuniformitycorrection；fi

6、xedpatternnoise；meanimage；noisematrix0引言较理想，上述方法在工程实践中得到了广泛应用。但是20世纪90年代初，人们逐渐发现定标类校正无法红外成像系统具有灵敏度高、可获取目标更多信解决红外成像系统的参数漂移问题。于是人们发展了息及较高的帧频等特点，在军用及民用方面显示出越基于场景的校正方法，比较经典的有时域高通滤波法[3]、来越重要的作用。尽管红外成像技术已发展到较高水常数统计法[4]、神经网络法[5]、帧间配准法[6]、代数法[7]平，但由于制造工艺和使用环境的影响，红外成像系等。上述基于场景的校正方法存在计算量大、收敛速

7、统的非均匀性问题依然存在，在图像上表现最为明显的是固定图案噪声（FixedPatternNoise，FPN），度慢的缺点，在实际系统中应用较少。针对上述问这极大地降低了图像质量，严重的甚至使红外探测器题，本文提出一种效果较好的非均匀性快速校正方失去探测能力[1–2]。在工程应用中，相应的非均匀性校法。利用固定图案噪声在图像上表现出来的固定不变正技术（Non-uniformityCorrection，NUC）是关键的图的特点，提取噪声矩阵，从待校正图像上减掉该噪声像预处理技术。矩阵，便可对非均匀性进行较好的校正。该方法原理校正方法主要分为两大类：一类是辐射定标法

8、，简单，计算量小，实现容易，有利于在实