红外图像非均匀性校正相关汇总

红外图像中的不规则条纹是红外焦平面阵列非均匀性的体现，非均匀性产生的原因十分复杂，在生产时完全消除其非均匀性是不现实的，只有通过非均匀性校正来提高其性能。红外焦平面成像产品在出厂前一般都会对其进行定标校正，但产品交付后，由于探测器的时间漂移特性和使用环境的变化，图像中的非均匀性会逐渐增强，甚至严重到影响产品的使用。如果重新对产品进行定标校正，需要大量外部条件的支持，有时甚至是不现实的，此时采用基于场景的校正算法，就能完全依靠场景自身的信息，有效去除图像的非均匀性，改善图像质量。

非均匀性来源主要有：探测器中各阵列元的响应特性非一致性；1／f噪声；光学系统和扫描电机扫描线性度的影响；电信号传输与放大通路的不一致等。

两种校正方法：

• 基于定标（如两点校正算法TPC（两点温度定标法）、多点校正算法ETPC、多项式拟合算法）
  
  
• 基于场景（如神经网络方法、时域高通滤波算法、恒定统计平均法）

基于定标非均匀校正通常需要事先获得校正所需要的定标系数，然后在校正实现过程中读取这些数据作相应的处理，精度高，算法相对简单，但不能自适应跟踪探测元响应特性的漂移。当漂移很大时，需要重新定标来更新校正系数。

基于场景的非均匀校正是利用场景信息的变化即时估计出探测元的增益和偏移量，可自适应地跟踪探测像元输出的漂移，缺点是多数算法是假设探测元响应线性问题提出的，算法相对较复杂，校正精度不高，硬件实现难度较大。

两点校正法

 

利用同一黑体，分别进行低温和高温数据采集。

两点校正法是最早开展研究、最为成熟的算法之一。应用两点法校正有两个前提条件，第一，探测器的响应在所关注的温度范围内是线性变化的，第二，探测器的响应具有时间的稳定性，并且其受随机噪声的影响较小，则非均匀性引入固定模式的乘性和加性噪声。

【文献】李旭, 杨虎. 基于两点的红外图像非均匀性校正算法应用[J]. 红外与激光工程, 2008(s2):608-610.

论文中对1x128线列探测器进行两点法非均匀性校正试验。

该线列探测器其非均匀校正系数有256个，为128个乘系数和128个加系数。

【文献】陈锐, 谈新权. 红外图像非均匀性校正技术研究[J]. 光电子技术, 2001, 21(3):189-193.

论文中介绍了：两点校正、恒定统计平均法、时域高通滤波器法、人工神经网络法。

【文献】毛小群, 石俊生, 何文学. 基于定标法的红外图像非均匀性校正[J]. 云南师范大学学报：自然科学版, 2009, 29(4):57-61.

论文中介绍了：一点校正法（一点定标法）和两点校正法。

神经网络法

不需要定标，校正系数可以经过学习连续更新，对探测器参数的线性和稳定性要求不高，但研究工作量大，应用时计算量大，需要特殊并行计算机结构来实现。

 让每一个神经元连接一个阵列元，再设计一个隐含层，它的每一个神经元就像水平细胞元那样与邻近的几个阵列元连接起来，得到它们的平均输出值，反馈到它的上层神经元去计算非均匀性。采用最速下降法依据实际景象逐帧迭代直至达到最佳状态。

计算4邻域平均值和误差函数：

其中 a 为下降步长，n 为帧数。

【文献】赵春晖, 刘振龙. 改进的红外图像神经网络非均匀性校正算法[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(4):1079-1083. docin

 

 

【文献】 张学峰, 陈宝国, 牛英宇. 改进的基于神经网络的非均匀性校正算法[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(2):574-578.

通过邻帧间的双向迭代更新校正系数以保证对图像中的所有像素点进行至少一次修正，对邻帧图像的重合部分可以进行两次修正，能加快收敛速度。

 

【其他】

红外图像非均匀矫正——两点矫正 - 末日狂奔 - 博客园 https://www.cnblogs.com/weiwei-yu/p/3578964.html

红外非均匀性校正算法总结 - 小蜗牛 爬呀爬 - CSDN博客 https://blog.csdn.net/AnimateX/article/details/79970912

红外图像非均匀矫正——一点矫正 - 喝水的面包 - CSDN博客 https://blog.csdn.net/weiwei_xiaoyu/article/details/71761538