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紅外圖像盲元檢測(cè)方法與流程

文檔序號(hào):11865915閱讀:1564來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及紅外圖像處理技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種紅外圖像盲元檢測(cè)方法。



背景技術(shù):

紅外成像電子學(xué)組件是熱成像系統(tǒng)的重要組成部分,其肩負(fù)著充分發(fā)揮紅外焦平面探測(cè)器性能、將紅外焦平面探測(cè)器輸出的電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)化為視頻信號(hào)或者其它系統(tǒng)規(guī)定格式信號(hào)的功能。紅外成像電子學(xué)組件則包括硬件系統(tǒng)和圖像處理算法兩大部分,由于當(dāng)前硬件系統(tǒng)平臺(tái)已經(jīng)十分完善,因此紅外圖像處理技術(shù)成為成像電子學(xué)組件的重要研究?jī)?nèi)容。

受紅外敏感元件、讀出電路、半導(dǎo)體特性及放大電路等各種因素綜合影響,紅外圖像普遍存在著盲元,在成像時(shí)不經(jīng)相應(yīng)的處理,盲元會(huì)使圖像出現(xiàn)亮點(diǎn)或暗點(diǎn),嚴(yán)重影響成像質(zhì)量。因此,在紅外成像系統(tǒng)中剔除盲元是關(guān)鍵的非均勻性校正步驟,盲元的剔除包括盲元檢測(cè)和補(bǔ)償兩個(gè)方面。目前,常用的盲元檢測(cè)方法分為定標(biāo)法和基于場(chǎng)景檢測(cè)法兩類。定標(biāo)法需要較長(zhǎng)時(shí)間打斷系統(tǒng)的正常工作以便采集黑體的均勻輻射,操作流程比較繁瑣,僅適用于檢測(cè)固定盲元,無(wú)法處理實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中隨機(jī)出現(xiàn)的新盲元。基于場(chǎng)景的檢測(cè)方法則能進(jìn)一步對(duì)成像過(guò)程中隨機(jī)出現(xiàn)的盲元進(jìn)行檢測(cè),但現(xiàn)有基于場(chǎng)景的檢測(cè)方法都比較復(fù)雜,運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng),不利于硬件實(shí)現(xiàn)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有基于場(chǎng)景的盲元檢測(cè)方法復(fù)雜、運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng)、不利于硬件實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):

一種紅外圖像盲元檢測(cè)方法,包括:

步驟S1,建立背景預(yù)測(cè)模型其中,Y(i,j)為系統(tǒng)的理想輸入圖像灰度值,T為背景預(yù)測(cè)的空域模板,w(m,n)為背景預(yù)測(cè)模型的權(quán)重矩陣,M(i+m,j+n)為圖像(i+m,j+n)位置的盲元蒙版,X(i,j)為系統(tǒng)實(shí)際輸出紅外圖像灰度值;

步驟S2,將權(quán)重矩陣w(m,n)和盲元蒙版M(i,j)代入所述背景預(yù)測(cè)模型以獲得理想圖像的估計(jì)結(jié)果;

步驟S3,將實(shí)際圖像和理想圖像的估計(jì)結(jié)果代入公式B(i,j)+v(i,j)=E(i,j)=X(i,j)-Y(i,j)以獲得估計(jì)殘差,其中,B(i,j)為疊加在圖像(i,j)位置的盲元信號(hào),v(i,j)為噪聲灰度值,E(i,j)為實(shí)際圖像和理想圖像之間的殘差;

步驟S4,對(duì)估計(jì)殘差進(jìn)行盲元檢測(cè)以獲得更新后的盲元蒙版;

步驟S5,重復(fù)執(zhí)行步驟S2至步驟S4,直至盲元蒙版不再變化。

可選的,盲元蒙版的初始值為1。

可選的,權(quán)重矩陣w(m,n)根據(jù)公式確定。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:

本發(fā)明提供的紅外圖像盲元檢測(cè)方法,將盲元在圖像上表現(xiàn)出的亮點(diǎn)和暗點(diǎn)作為檢測(cè)目標(biāo),將真實(shí)圖像作為背景,提出了一種基于背景預(yù)測(cè)的盲元自適應(yīng)單幀檢測(cè)算法。本發(fā)明對(duì)孤立和連續(xù)忙暈都能準(zhǔn)確檢測(cè),通用性強(qiáng),是一種有效、實(shí)用和易于軟硬件實(shí)現(xiàn)的在線檢測(cè)算法。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中:

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的紅外圖像盲元檢測(cè)方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,下面結(jié)合實(shí)施例和附圖,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明,本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明,并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的紅外圖像盲元檢測(cè)方法的流程示意圖,所述紅外圖像盲元檢測(cè)方法包括:

步驟S1,建立背景預(yù)測(cè)模型其中,Y(i,j)為系統(tǒng)的理想輸入圖像灰度值,T為背景預(yù)測(cè)的空域模板,w(m,n)為背景預(yù)測(cè)模型的權(quán)重矩陣,M(i+m,j+n)為圖像(i+m,j+n)位置的盲元蒙版,X(i,j)為系統(tǒng)實(shí)際輸出紅外圖像灰度值。具體地,從信息組成的角度來(lái)看,含有壞點(diǎn)的實(shí)際紅外圖像可以認(rèn)為是由理想圖像疊加上盲元信號(hào)和噪聲,數(shù)學(xué)模型表示為:X(i,j)=Y(jié)(i,j)+B(i,j)+v(i,j),其中,B(i,j)為疊加在圖像(i,j)位置的盲元信號(hào),v(i,j)為噪聲灰度值。盲元與其周圍正常像元相關(guān)性較差,可以假設(shè)盲元和強(qiáng)噪聲在圖像中表現(xiàn)出的亮點(diǎn)和暗點(diǎn)是待檢測(cè)的目標(biāo),則可視理想紅外圖像為背景,可得盲元和噪聲信號(hào)為:B(i,j)+v(i,j)=E(i,j)=X(i,j)-Y(i,j),其中,E(i,j)為實(shí)際圖像和理想圖像之間的殘差。由上式可知,基于場(chǎng)景進(jìn)行盲元探測(cè)的關(guān)鍵在于如何求得理想圖像。由于理想圖像應(yīng)該與實(shí)際圖像非常類似,故采用背景預(yù)測(cè)模型對(duì)實(shí)際圖像進(jìn)行估計(jì)來(lái)獲取理想圖像,建立背景預(yù)測(cè)模型盲元蒙版可以通過(guò)對(duì)公式B(i,j)+v(i,j)=E(i,j)=X(i,j)-Y(i,j)求出的盲元和噪聲信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)來(lái)確定,其值同時(shí)也表達(dá)了盲元算法的檢測(cè)結(jié)果。

步驟S2,將權(quán)重矩陣w(m,n)和盲元蒙版M(i,j)代入所述背景預(yù)測(cè)模型以獲得理想圖像的估計(jì)結(jié)果。初次執(zhí)行此步驟時(shí),還沒有盲元和噪聲信號(hào)的估計(jì)值,無(wú)法求出盲元蒙版。因此,在本實(shí)施例中,盲元蒙版的初始值為1,即第一次迭代時(shí)假設(shè)全圖無(wú)盲元。

對(duì)于圖像(i+m,j+n)位置所對(duì)應(yīng)的權(quán)重值w(m,n),典型的漸變權(quán)重計(jì)算公式為式中的分母是各權(quán)重的比例因子,使模板T的全部權(quán)重和等于1,保證濾波前后的能量守恒。根據(jù)背景預(yù)測(cè)模型,由于盲元蒙版的影響,并非每一權(quán)重都一定參與預(yù)測(cè)。因此,需要對(duì)漸變權(quán)重計(jì)算公式進(jìn)行修正:權(quán)重矩陣w(m,n)根據(jù)公式確定。

步驟S3,將實(shí)際圖像和理想圖像的估計(jì)結(jié)果代入公式B(i,j)+v(i,j)=E(i,j)=X(i,j)-Y(i,j)以獲得估計(jì)殘差,其中,B(i,j)為疊加在圖像(i,j)位置的盲元信號(hào),v(i,j)為噪聲灰度值,E(i,j)為實(shí)際圖像和理想圖像之間的殘差。

步驟S4,對(duì)估計(jì)殘差進(jìn)行盲元檢測(cè)以獲得更新后的盲元蒙版。

步驟S5,重復(fù)執(zhí)行步驟S2至步驟S4,直至盲元蒙版不再變化。

以上所述的具體實(shí)施方式,對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明,所應(yīng)理解的是,以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已,并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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