專利名稱：紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種盲元檢測方法，尤其涉及一種紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法。
背景技術：
由于紅外探測器在制作過程中半導體材料的不一致，掩膜誤差、缺陷、工藝等因素的影響，其信號輸出幅值會出現不均勻現象，嚴重者就會出現文中所講的盲元問題。由于這些不均勻性及盲元的存在，可能會使所獲得的圖像信號模糊不清、畸變，甚至使探測器失去探測能力，對于成本較高的焦平面陣列來說，若能通過非均勻校正使均勻性很差的探測器獲得滿意的校正結果，通過盲元檢測和補償剔除過亮或過暗的像元，提高紅外焦平面陣列的成像質量，則具有很高的應用價值和意義。無效像元的存在會降低紅外成像的溫度辨率，嚴重影響紅外成像圖像質量。因此，無效像元的數量和位置成為紅外焦平面陣列探測器的一個重要品質參數。而且，在目前材料和工藝水平下要從紅外焦平面陣探測器上根本地消除無效像元幾乎不可能。因此，進行無效像元的補償是必不可少的。對無效像元的補償的關鍵在于如何判別無效像元及其體位置。無效像元的過判別會增加補償算法的計算量，同時也會損失圖像細節(jié)信節(jié)，而欠判別則會影響去盲元的效果，降低紅外成像的溫度分辨率和系統(tǒng)對點狀小目標檢測和跟蹤性能。因此，建立精確的紅外焦平面陣列探測器無效像元的理論模型，導出可靠的無效像元的檢測判據具有十分重要的意義。盲元也稱為無效像元，對于無效像元的定義，國標中主要是從器件本身對黑體輻射的響應程度作為量化指標的，無效像元(Non-effective pixel)包括死像元和過熱像元；死像元(Dead pixel):像元響應率小于平均響應率的1/10的像元；過熱像元(OverhotPixel):像元噪聲電壓大于平均噪聲電壓的10倍的像元。所以對于盲元而言，主要表現形式有
I)信號輸出始終為固定輸出值或者校正前過亮或者過暗的像元，包括始終處于截止狀態(tài)的像元、處于飽和狀態(tài)的像元和固定灰度像元。在成像時表現為亮點、黑點或固定灰度點。2)閃爍像元，噪聲過大，信號被噪聲淹沒。在成像時表現為時而亮點時而黑點， 其輸出信號變化與成像場景無對應關系。實驗發(fā)現，國標的盲元定義對成像系統(tǒng)中無效像元補償來說并不合適。我們平時所說的盲元屬于異常像元，對于異常像元種類主要包括直流電平像元，響應率異常像元，受 lAf噪聲的影響較大的噪聲像元等，其中部分響應率異常(過強或者過弱)的像元可以通過非均勻性校正算法進行校正，不應屬于盲兀范疇。在紅外焦平面陣列探測器的大量測試中，如果采用響應率小于平均響應率的1/10來作為盲元判據，在實際輸出信號測試時還是可以看到明顯的異常響應信號突變峰值，或成像演示時還是可以看到明顯的固定位置亮點和黑斑，而且會存在部分可校正的響應異常像元被誤判的情況。這是因為國標的非均勻性定義是基于黑體輻射的響應程度作為量化指標的，該定義只考慮到無效像元的二種主要情況，未能涵蓋所有無效像元情況。在實際的紅外成像系統(tǒng)中必須加上信號傳輸和處理通道等的影響。實際上，國際上對于紅外成像層面的無效像元的定義還沒有統(tǒng)一的標準。因此，本發(fā)明針對盲元形成的機理與其表現特性，定義四種類型的無效像元:
(1)始終產生相同信號輸出的死像元；
(2)響應曲線趨勢異常，難以進行校正的異常像元；
(3)噪聲大于固定閉值的噪聲像元；
(4)時變性明顯不同于正常像元的閃爍或漂移像元。
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是:產生四種類型的無效像元，1、始終產生相同信號輸出的死像元；2、響應曲線趨勢異常，難以進行校正的異常像元；3、噪聲大于固定閉值的噪聲像元和4、時變性明顯不同于正常像元的閃爍或漂移像元的問題，提供一種紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法。為了克服背景技術中 存在的缺陷，本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:這種紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法的步驟如下:
步驟1，記錄不同溫度下黑體輻射源的探測原始數據圖像》1 = 5()幅時，黑體每個像素點的η = 50幅圖像的均值、整個焦平面響應均值、偏差極值和時域噪聲均方根；
步驟2，計算不同溫度下焦平面時域噪聲均方根的均值，將時域噪聲均方根與焦平面時域噪聲均方根的均值進行比較，記為像元集合；
步驟3，計算不同溫度下焦平面偏差極值均值，將偏差極值與焦平面偏差極值均值進行比較，記像元集合；
步驟4，利用采集不同溫度下黑體獲得的圖像數據，計算兩點兩段非均勻性校正參數，記為像元集合；
步驟5，對兩點兩段非均勻性校正參數所組成的陣列進行鏡像延拓，求其中值，其中嚴拓的與領域運算限制在5X5的滑動窗口中；
步驟6，利用滑動窗口機制，將兩點兩段非均勻性校正參數與窗口中值進行比較，記為像元集合；
步驟7:將獲得最終的盲元檢測結果取并集，得到最終的結果。根據本發(fā)明的另一個實施例，進一步包括所述步驟I中低溫時，
低溫黑體下的每個像素點的幅圖像的均值為
權利要求
1.一種紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法，其特征在于，該方法的步驟如下: 步驟1，記錄不同溫度下黑體輻射源的探測原始數據圖像H = 50幅時，黑體每個像素點的》= 50幅圖像的均值、整個焦平面響應均值、偏差極值和時域噪聲均方根； 步驟2，計算不同溫度下焦平面時域噪聲均方根的均值，將時域噪聲均方根與焦平面時域噪聲均方根的均值進行比較，記為像元集合； 步驟3，計算不同溫度下焦平面偏差極值均值，將偏差極值與焦平面偏差極值均值進行比較，記為像元集合； 步驟4，利用采集不同溫度下黑體獲得的圖像數據，計算兩點兩段非均勻性校正參數，記為像元集合； 步驟5，對兩點兩段非均勻性校正參數所組成的陣列進行鏡像延拓，求其中值，其中嚴拓的與領域運算限制在5X5的滑動窗口中； 步驟6，利用滑動窗口機制，將兩點兩段非均勻性校正參數與窗口中值進行比較，記為像元集合； 步驟7:將獲得最終的盲元檢測結果取并集，得到最終的結果。
2.如權利要求1所述的紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法，其特征在于:所述步驟I中低溫時，低溫黑體下每個像素點的—幅圖像的均值
3.如權利要求1所述的紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法，其特征在于:所述步驟2中在 低溫時，焦平面時域噪聲均方根的均值<ΛΓ >,<巧;中溫時，焦平面時域噪聲均方根的均值<ΛΓ >, <nM ^Σ<Nm > ； 高溫時，焦平面時域噪聲均方根的均值，
4.如權利要求3所述的紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法，其特征在于:所述ff取 0.3。
5.如權利要求1所述的紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法，其特征在于:所述步驟3中在 低溫時，焦平面偏差極值的均值
6.如權利要求5所述的紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法，其特征在于:所述A取 0.8。
7.如權利要求1所述的紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法，其特征在于: 所述步驟4中在低中高三個溫度下黑體獲得的圖像數據，計算兩點兩段非均勻性校正參數為O承，和，其計算方式為，
8.如權利要求1或5所述的紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法，其特征在于:所述步驟5中在滑動窗口中，對兩點兩段非均勻性校正參數，G^1，Oj2，進行排序，并選出中值
9.如權利要求1所述的紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法，其特征在于:所述步驟6中兩點兩段非均勻性校正參數與窗口中值進行比較，其像元集合為，3(( )
10.如權利要求1所述的紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法，其特征在于:所述步驟7中將獲得最終的盲元檢測結果取并集，其并集結果為
全文摘要
本發(fā)明涉及盲元檢測的技術領域，尤其涉及一種紅外焦平面陣列的多判據盲元檢測方法，本方法主要包括兩個具體方面，基于滑動窗口的定標系數的響應異常盲元檢測方法；基于多溫度，多幀補償的噪聲盲元檢測方法。通過本方法對紅外焦平面進行盲元補償可知,該方法查找速度快、定位準確、誤判率低，是一種比較實用的盲元檢測方法。
文檔編號G01M11/00GK103076156SQ201310005450
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權日2013年1月8日
發(fā)明者張曉琳 申請人:江蘇濤源電子科技有限公司