本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，特別涉及一種cmos光斑探測(cè)相機(jī)圖像非均勻性校正的改進(jìn)方法。

背景技術(shù)：

1、cmos面陣探測(cè)器工作方式如圖1所示，先由面陣(pixel?array)上的光敏元完成光電轉(zhuǎn)換，信號(hào)電荷經(jīng)過雙相關(guān)采樣(cds)后進(jìn)入列放大器(column?amplify)進(jìn)行放大，再進(jìn)一步移位讀出電壓信號(hào)。而輸出的電壓信號(hào)通過adc采樣后轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎糜谟?jì)算的數(shù)字信號(hào)。

2、cmos光斑探測(cè)相機(jī)是在星地激光通信中atp(捕獲、跟蹤、瞄準(zhǔn))系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，可實(shí)現(xiàn)對(duì)信標(biāo)光方向探測(cè)，為建立并穩(wěn)定遠(yuǎn)距離通信鏈路提供位置信息?；赾mos探測(cè)器的相機(jī)受空間環(huán)境的影響較大，它采集的圖像非均勻性較差。一方面星地間的激光通信距離大，系統(tǒng)能接收到的信號(hào)光很弱，若不解決非均勻性問題，微弱信號(hào)將淹沒于噪聲之中；另一方面，相機(jī)在定位光斑位置時(shí)多采用質(zhì)心算法，沒有進(jìn)行非均勻性校正的圖像灰度值不能反映真實(shí)的光強(qiáng)信息，進(jìn)而影響其定位精度。因此要在高精度的系統(tǒng)中應(yīng)用探測(cè)相機(jī)，就必須首先解決它的非均勻性問題。

3、目前，非均勻性校正的方法主要基于定標(biāo)和基于場(chǎng)景的兩種校正方法。

4、定標(biāo)法的優(yōu)點(diǎn)是算法相對(duì)簡(jiǎn)單，但在實(shí)際過程中由于非均勻性會(huì)隨時(shí)間和環(huán)境溫度等因素的改變而發(fā)生變化。所以在應(yīng)用中需對(duì)參考源進(jìn)行多次重復(fù)定標(biāo)。為了避免重復(fù)定標(biāo)的問題，研究人員提出了時(shí)域高通濾波、恒定統(tǒng)計(jì)、圖像配準(zhǔn)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等基于場(chǎng)景的非均勻性校正算法。此類算法利用對(duì)場(chǎng)景信息的估計(jì)來實(shí)現(xiàn)對(duì)校正系數(shù)的實(shí)時(shí)在線學(xué)習(xí)更新，此類算法無需重復(fù)標(biāo)定，但精度不如標(biāo)定類算法。

5、目前基于場(chǎng)景的非均勻性校正方法需要場(chǎng)景和探測(cè)器間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，緩慢運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在快速移開后原像位置出現(xiàn)反像，且濾波會(huì)模糊圖像邊緣、非均勻性抑制不徹底，容易干擾系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的截獲、跟蹤，從而影響探測(cè)精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了克服cmos光斑探測(cè)相機(jī)圖像非均勻性問題，提供了一種基于標(biāo)定類的改進(jìn)算法。旨在不增加計(jì)算的復(fù)雜程度的前提下，提高圖像的非均勻性，達(dá)到更改的校正效果。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：cmos光斑探測(cè)相機(jī)圖像非均勻性校正的改進(jìn)方法，其特征在于，為針對(duì)基于標(biāo)定類的非均勻性校正方案，包括：

3、s1探測(cè)器圖像采集進(jìn)行灰度值計(jì)算以及響應(yīng)輸出；

4、s2計(jì)算多點(diǎn)標(biāo)定增益系數(shù)和校正偏置系數(shù)；

5、s3通過非均勻性大小計(jì)算像元響應(yīng)的非均勻性情況。

6、本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

7、該算法以單點(diǎn)定標(biāo)和兩點(diǎn)定標(biāo)非均勻性校正方法為基礎(chǔ)，結(jié)合兩種定標(biāo)的優(yōu)勢(shì)，既保留兩點(diǎn)定標(biāo)非均勻性校正方法增益校正系數(shù)的一致性優(yōu)勢(shì)，又結(jié)合了單點(diǎn)定標(biāo)偏置校正系數(shù)的穩(wěn)定性，使得改進(jìn)算法具有更好的校正效果，具有更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性。

8、非均勻性校正后可以更好的滿足系統(tǒng)應(yīng)用要求，提高探測(cè)相機(jī)的探測(cè)精度，減少對(duì)信標(biāo)光的能量要求。

技術(shù)特征：

1.cmos光斑探測(cè)相機(jī)圖像非均勻性校正的改進(jìn)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)方法，其特征在于，s1探測(cè)器圖像采集進(jìn)行灰度值計(jì)算以及響應(yīng)輸出：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)方法，其特征在于，s2計(jì)算多點(diǎn)標(biāo)定增益系數(shù)和校正偏置系數(shù)：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)方法，其特征在于，s3通過非均勻性大小計(jì)算像元響應(yīng)的非均勻性情況：

技術(shù)總結(jié)
針對(duì)CMOS光斑探測(cè)相機(jī)圖像非均勻性問題，本發(fā)明公開了一種CMOS光斑探測(cè)相機(jī)圖像非均勻性校正的改進(jìn)方法，為針對(duì)基于標(biāo)定類的非均勻性校正方案，包括：S1探測(cè)器圖像采集進(jìn)行灰度值計(jì)算以及響應(yīng)輸出；S2計(jì)算多點(diǎn)標(biāo)定增益系數(shù)和校正偏置系數(shù)；S3通過非均勻性大小計(jì)算像元響應(yīng)的非均勻性情況。基于CMOS原始圖像受非均勻性的影響嚴(yán)重，應(yīng)用本發(fā)明方法在過后期圖像處理和校正。

技術(shù)研發(fā)人員：王睿,張琪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：同濟(jì)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21