一种新的基于场景的红外焦平面阵列非均匀性校正算法

设计了基于小波变换去噪、序列图像配准、正交最小二乘拟合的基于场景的非均匀性校正算法,该算法不仅能适应红外焦平面阵列非(IRFPA)均匀性随时间和环境变化而发生缓慢变化的情况,而且对一般基于场景分析的校正算法中形成的校正虚像也有很好的抑制作用.模拟实验结果验证了其有效性和先进性.     

基于自适应滤波的红外焦平面阵列非均匀性校正算法

红外探测器响应漂移特性会降低红外焦平面阵列（IRFPA）非均匀性校正的精度。针对该问题提出了一种基于场景的IRFPA非均匀性校正算法。该算法利用所获得的序列成像场景信息,采用一种基于快速自适应滤波器的最优化递归估计方法来获得非均匀性校正参数,并利用当前的成像信息来更新校正参数,以此降低探测器响应漂移特性对非均匀性校正的影响。算法仿真实验显示,对非线性参数为26.12%的同一图像,使用该算法、两点校正算法和卡尔曼滤波校正算法校正1 h后,可分别将非线性参数降至1.856%,3.122%和1.893%,说明该算法可获得稳定而较好的非均匀性校正效果。     

小波变换的红外焦平面阵列非均匀性校正算法

红外焦平面阵列(IRFPA)的非均匀性是其应用中必须解决的技术难题之一。基于小波理论,提出了一种基于成像场景的红外焦平面非均匀性校正算法。该算法选择合适的小波函数对红外成像序列进行小波分解,而后对分解的信号计算出相应的统计量,从而得出红外焦平面非均匀性校正的偏置和增益校正系数,以此最终实现非均匀性校正。对真实红外序列图像的处理效果验证了该算法可较好地实现非均匀性校正。此外该算法对慢变化量具有较好的自适应性,可较好地抑制一般基于场景统计的非均匀性校正算法中出现的"人工虚影"的现象。     

基于场景的红外焦平面阵列非均匀性评价方法

针对红外遥感图像非均匀性的定量评价问题,研究了基于场景的红外焦平面阵列响应非均匀性的定量评价方法。利用真实红外遥感图像序列量值分布的特点,针对小序列图像提出了基于序列排序和小波变换的标准图像构建算法;结合非均匀性评价指标,提出了利用构建标准图像的响应非均匀性对红外图像的非均匀性进行定量估计;分别利用黑体定标实验和统计方法对标准图像构建算法进行了验证,同时进行了不同校正算法的剩余非均匀性评价实验。结果表明,128frame序列构建得到的标准图像的非均匀性分别比同温黑体图像小0.92%,比统计标准图像大0.59%。该方法可用于定量估计红外遥感图像的非均匀性。     

红外焦平面联合非均匀性校正算法

分别分析了红外焦平面阵列(IRFPA)基于定标的非均匀性校正(NUC)算法和基于场景的NUC算法的优势和问题.在此基础上提出了联合NUC算法,其中利用基于定标的两点校正法来初步消除探测器的非均匀性,然后再采用基于场景的时域高通校正法和新型自适应滤波校正法来抑制探测器非均匀性参数漂移的影响,同时减弱系统噪声对成像质量的破...     

基于维纳滤波的红外焦平面阵列非均匀性校正算法

充分利用红外图像的空间相关性和时间相关性,提出了一种基于维纳（Wiener）滤波的红外焦平面阵列（IRFPA）非均匀性校正算法,实现对辐射信号的无偏估计,滤波器的参量通过时域一、二阶统计结合空域平均获得,同现有的典型校正算法相比,本文算法具有收敛速度快、校正准确度高的特点,理论分析以及针对实际红外图像的实验结果表明提出的算法更具优越性.     

一种基于场景的红外焦平面阵列非均匀性校正算法

针对IRFPA器件在工程使用中固定图案噪音会发生漂移及探测元响应呈现非线性的特征,提出了一种以二次方程表征的响应特性数学模型,并利用场景数据的卡尔曼滤波算法,对其实施双校正。本算法较基于线性模型的非均匀性校正算法具有更好的校正效果,仿真实验结果验明了算法的优越性.     

一种基于S曲线模型的红外焦平面阵列非均匀性自适应校正算法

针对红外焦平面阵列(IRFPA)中探测元的非线性响应以及响应特性的漂移引起的校正误差,提出了一种基于S曲线模型的场景自适应校正算法.该算法利用对数运算将IRFPA的输出信号线性化.并运用自适应滤波技术对线性信号实施非均匀性校正,并采用指数变换还原出实际的校正输出信号.基于人造黑体图像和实景红外视频的仿真实验结果表明.该算法在校正精度和大动态范围信号响应特性方面均优于传统的场景自适应校正算法.     

基于稳态卡尔曼滤波的红外焦平面阵列非均匀校正算法

传统的卡尔曼滤波算法利用批处理实现非均匀校正,这样不仅会带来较大的计算量和存储量,而且更重要的是该方法不能实时处理.为此,提出了一种基于稳态卡尔曼滤波的红外焦平面阵列非均匀校正算法,它可以根据固定图案噪声的特点离线计算出滤波器的增益矩阵,并且非均匀校正过程也采用了逐帧迭代方式,因此大大降低了计算复杂度和存储占用量.详细阐述了该算法的基本原理,并用仿真数据和真实红外数据对算法性能进行验证,实验结果表明:本方法平均校正一帧图像所需CPU时间和内存占用量分别为1.7188 s和131.25 KB,完全可以满足实时处理的要求.     

基于DSP的红外焦平面阵列非均匀性实时压缩校正研究

针对红外成像系统在图像处理中所涉及的数据量大,实时处理难于实现的特点,利用高速DSP硬件对红外焦平面阵列的非均匀性进行实时压缩校正.以两点校正为例,详细阐述了硬件压缩校正原理和实现步骤,并给出实验结果.实验表明:基于DSP的非均匀性实时压缩校正系统生成的图像比较清晰,校正过程简单,程序调试方便,能够有效地解决红外成像技术中实时性难题.     

Non-uniformity correction algorithm for IRFPA based on motion controllable micro-scanning and perimeter diaphragm strips

Non-uniformity correction is the key issue for the image quality improvement of infrared focal panel array (IRFPA) imaging. A non-uniformity correction (NUC) algorithm for IRFPA based on motion controllable micro-scanning platform and perimeter diaphragm strips is presented. We initially execute one-point calibration to the perimeter detectors, then based on controllable motion of adjacent frames, a special algebraic algorithm is proposed to transport the calibration of the perimeter detectors to those interior un-corrected ones. In this way, the bias parameter of the whole field of view (FOV) is calculated. The algorithm can be easily combined with sub-pixel imaging, thereby improving the quality of thermal imaging system (image spatial resolution and uniformity). All calculations are algebraic, with a low computation load. The algorithm can realize adaptive one point calibration without covering the central FOV rapidly. Experiments on simulated infrared data demonstrate that this algorithm requires only dozens of frames to obtain high quality corrections.     

基于多方向多尺度变换的图像压缩算法

针对小波变换方向选择性差的局限,提出了一种多方向多尺度的的图像变换。圆对称滤波器组首先将图像分解为高频子带和低频子带,然后利用方向滤波器组将高频子带分解为多个方向子带,而对低频子带进行小波变换。多方向多尺度变换能以更稀疏的方式表示图像的边缘和纹理等几何特征,有利于图像压缩。在该变换基础上,结合迭代量化、嵌入式块截断编码(EBCOT)和集合分裂嵌入式块编码(SPECK)构建一种压缩算法。实验结果表明,对于纹理和边缘丰富的图像,压缩算法的性能相对于JPEG2000有明显地提高。     

Reply to “Comment on ‘Ensemble Kalman filter with the unscented transform”’

This is a reply to the comment of Dr. Sakov on the work “Ensemble Kalman filter with the unscented transform” of Luo and Moroz (2009) [2].     

基于中值预滤波的航空图像小波去噪算法研究

结合航空图像的噪声来源与图像特性,提出一种基于中值预滤波的图像小波去噪算法.图像首先经中值滤波器进行预滤波,滤除随机的脉冲式噪声,然后对处理后的图像进行小波变换,与给定阈值相比,对可明显判为信号或噪声的系数进行相应处理;对不确定为信号或噪声的系数进行多尺度上的相关性追溯,判别其归属后进行处理.实验结果表明:该方法客观上提高了图像的信噪比,主观上使去噪后的图像纹理分明,能更好地适合人眼的视觉特性,有利于航空图像的分析、判读.     

基于激光半主动的弹道修正系统修正能力的研究

弹道修正技术是为了解决射程与精度的矛盾而采用的一种有效方法。激光半主动弹道修正是采用激光半主动检测落点误差,通过对鸭舵进行弹道修正来提高打击精度的。分析了激光半主动弹道修正系统的工作原理和尾翼式微旋火箭弹鸭舵执行机构控制力,建立了尾翼式微旋火箭弹的刚体弹道,在最大周期平均控制力下持续对由弹道修正的弹道修正能力进行了仿真,得到不同启控时间的弹道修正能力。为激光目标指示器、探测器、鸭舵执行机构协调设计提供了理论依据。     

基于亮度对比度传递的红外与可见光图像融合方法研究

基于亮度一对比度传递技术提出了一种红外和彩色可见光图像的融合方法,该算法通过对红外图像和可见光图像在HIS空间进行二次融合,保留了可见光图像的颜色特性,并获得一幅具有良好亮度和对比度效果的融合图像。实验结果表明该方法融合噪声小、细节缺失少、融合速度快。     

可调节自适应遥感影像融合方法研究

大部分常用的遥感影像融合方法都存在一个缺陷:只能产生一个特定的融合结果,用户无法控制最终的结果应该保留多少光谱信息或细节信息。提出了一种基于小波变换的可调节自适应遥感影像融合方法,该方法首先分别将待融合影像进行小波分解,然后,通过引入2个可调节参量,在小波域内融合,最后通过小波逆变换得到融合结果。使用法国地球资源探测卫星(SPOT)图像和陆地资源卫星专题绘图仪(landsat TM)图像,将该方法与传统的小波变换融合法、强度色散饱和变换融合法和主成分变换法进行对比试验,结果表明,该方法可以在细节保留和光谱保持两方面达到不同程度的平衡,在合理的参量组合下,融合图像的目视效果和统计指标优于传统融合方法。     

基于高速公路裂纹局部线性特征内容的脊波变换域算法研究

利用频域中傅里叶变换投影定理,提出一种新的离散脊波实现算法,应用于高速公路局部线性裂纹的检测取得较好效果。详细阐述了离散脊波的实现步骤以及对标准图像进行脊波变换的模拟结果,并提出拉东(Radon)变换重建原图像的基本条件。上述定理应用于复杂背景下的路面检测,结合直方图均衡化算法消除背景噪声;选用基于样本估计的阈值方法对脊波分解的各层系数进行处理去除随机噪声。选用不同的重构系数进行计算,得到脊波变换后重构图像的信噪比优于二维小波变换(低频大于20dB)以及二维小波变换加魏纳滤波变换(平均大于3dB)。通过图像的二值化处理提取局部线性裂纹,其分辨力极限达到2mm精度。     

基于激光半主动的弹道修正技术研究

弹道修正技术在压制兵器中的应用可大幅度地提高精确打击能力。分析了激光半主动弹道修正系统的组成及工作原理,给出了光斑尺寸与目标表面尺寸存在差异情况下的激光回波功率的计算公式,提出了在整个系统设计中必须注意的关键技术。     

An evaluation method based on absolute difference to validate the performance of SBNUC algorithms

Scene-based non-uniformity correction (SBNUC) algorithms are an important part of infrared image processing; however, SBNUC algorithms usually cause two defects: (1) ghosting artifacts and (2) over-correction. In this paper, we use the absolute difference based on guided image filter (AD-GF) method to validate the performance of SBNUC algorithms. We obtain a self-separation source using the improved guided image filter to process the input image, and use the self-separation source to obtain the space-high-frequency parts of the input image and the corrected image. Finally, we use the absolute difference between the two space-high-frequency parts as the evaluation result. Based on experimental results, the AD-GF method has better robustness and can validate the performance of SBNUC algorithms even if ghosting artifacts or over-correction occur. Also the AD-GF method can measure how SBNUC algorithms perform in the time domain, it’s an effective evaluation method for SBNUC algorithm.