基于混合高斯模型的紅外圖像自適應(yīng)校正算法

賈俊濤

(洛陽(yáng)電光設(shè)備研究所，河南 洛陽(yáng) 471023)

引言

由于自身材料和制造工藝水平的限制，紅外探測(cè)器各探測(cè)元間響應(yīng)的非均勻性較大，嚴(yán)重影響了成像質(zhì)量，降低了系統(tǒng)的探測(cè)和識(shí)別距離。更為復(fù)雜的是，探測(cè)元響應(yīng)參數(shù)會(huì)隨時(shí)間緩慢漂移，使得無(wú)法通過單次定標(biāo)的方法徹底解決非均勻性問題[1-2]。非均勻性校正是指通過信號(hào)處理的方法將不同像元的響應(yīng)特性曲線校正到同一期望輸出曲線，根據(jù)真實(shí)值估計(jì)方法的不同，可分為基于定標(biāo)的校正方法和基于場(chǎng)景的自適應(yīng)校正方法[3]。基于場(chǎng)景的非均勻性校正算法有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、時(shí)域高通濾波法[4]、恒定統(tǒng)計(jì)法[5]、代數(shù)校正算法[6]、Kalman濾波法[7]等。時(shí)域高通濾波器算法(THPF)具有計(jì)算量小、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，已成為新一代紅外探測(cè)器中集成的標(biāo)準(zhǔn)算法[8]之一。但由于該算法參數(shù)更新的盲目性，導(dǎo)致其校正結(jié)果極易出現(xiàn)鬼影現(xiàn)象，限制了其應(yīng)用。本文針對(duì)THPF存在的鬼影問題，提出了一種新的基于混合高斯模型的校正算法，新算法選擇性地更新校正系數(shù)，有效地抑制了鬼影。

1 時(shí)域高通濾波校正算法

Harris[9]等人提出了一種基于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)(MD-THPF)的鬼影抑制算法，該算法通過設(shè)置全局門限判斷當(dāng)前像元對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景是否發(fā)生運(yùn)動(dòng)，只對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行參數(shù)更新。MD-THPF算法抑制了低頻場(chǎng)景的干擾，能在一定程度上緩解鬼影問題，但是存在2個(gè)不足：一是需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能收斂；二是算法等效于提高了截止頻率，偏置值的估計(jì)更易受到場(chǎng)景高頻分量的影響，校正效果可能比原始算法更差。……