[發(fā)明專利]一種紅外成像系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510513225.1
• 申請日: 2015-08-20
• 公開（公告）號: CN105141860B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設計）人: 呂堅;車凱;賈超超;胡博;顧志冰;周云;闕隆成
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04N5/33
• 分類號: H04N5/33;H04N5/232
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

本發(fā)明實施例公開了一種紅外成像方法及系統(tǒng)，包括：在多個偏置電壓或者多個積分時間下對成像目標進行多次紅外成像；采集每次紅外成像時的工作參數(shù)；計算工作參數(shù)對應的紅外成像系統(tǒng)的噪聲等效溫差；比較多個噪聲等效溫差，獲得最小噪聲等效溫差；以最小噪聲等效溫差所對應的偏置電壓或積分時間為優(yōu)化偏置電壓或者優(yōu)化積分時間。本發(fā)明實施例的紅外成像系統(tǒng)和紅外成像方法中，對從原始紅外圖像數(shù)據(jù)中采集相關工作參數(shù)并進行處理，得到最小噪聲等效溫差所對應的偏置電壓和/或積分時間，并相應地調節(jié)紅外成像系統(tǒng)的參數(shù)，使紅外成像系統(tǒng)工作在最優(yōu)工作參數(shù)下，使得系統(tǒng)的性能達到最優(yōu)。

技術領域

本發(fā)明紅外成像技術領域，尤其是涉及一種紅外成像系統(tǒng)和方法。

背景技術

紅外熱成像技術是基于任何超過絕對零度的物體都具有熱輻射這一特性而發(fā)展起來的，通常利用熱成像系統(tǒng)把物體的紅外輻射通過光電轉換形成可供人類視覺分辨的熱圖像，即接收物體發(fā)出的紅外線并根據(jù)強度特點還原為物體的熱圖像，紅外熱成像技術使人類超越了視覺障礙，由此人們可以觀測到物體表面的溫度分布。

紅外熱成像系統(tǒng)就是這種對被測目標在紅外層面進行實時顯示的系統(tǒng)。由于屬于被動成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)無論白天或是黑夜均可正常工作，完全不受光線、雨、雪、霧、煙等各種環(huán)境的影響。這就使得紅外熱像儀成為在照明不良、天氣惡劣等條件下進行監(jiān)測的理想工具。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會認知程度的提升，紅外熱像儀如今已成功應用于多個領域，并在其中發(fā)揮了重要的作用。

紅外熱成像系統(tǒng)的核心器件是紅外探測器，它將物體輻射出的紅外信號轉變成電壓信號，并送至后端的處理系統(tǒng)進行實時成像。物體輻射出的紅外熱信號非常微弱，并且極易受到環(huán)境溫度的影響，導致成像的效果并不理想。通常提高紅外圖像質量的方法集中于后端的圖像處理算法上，譬如成像系統(tǒng)中的基于場景的校正算法等等。但其效果并不理想，并且無法直觀的體現(xiàn)出探測器的性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的之一是提供一種能夠自適應地調節(jié)偏置電壓和/或積分時間，使得紅外成像系統(tǒng)工作在最優(yōu)參數(shù)下的紅外成像系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明公開的技術方案包括：

提供了一種紅外成像方法，其特征在于，包括：在多個偏置電壓或者多個積分時間下，用紅外成像系統(tǒng)對成像目標進行多次紅外成像，獲得多組紅外圖像數(shù)據(jù)；采集每次紅外成像時的工作參數(shù)，獲得多組工作參數(shù)，其中所述工作參數(shù)包括當前的偏置電壓、當前的積分時間、當前的環(huán)境溫度、當前的紅外探測器襯底溫度和當前的成像目標溫度；根據(jù)所述紅外圖像數(shù)據(jù)計算每組工作參數(shù)所對應的紅外成像系統(tǒng)的噪聲等效溫差，獲得多個噪聲等效溫差；比較所述多個噪聲等效溫差，獲得所述多個噪聲等效溫差中的最小噪聲等效溫差；獲得所述最小噪聲等效溫差所對應的偏置電壓或者積分時間，以所述最小噪聲等效溫差所對應的偏置電壓為優(yōu)化偏置電壓或者以所述最小噪聲等效溫差所對應的積分時間為優(yōu)化積分時間；將所述紅外成像系統(tǒng)的工作偏置電壓設置為所述優(yōu)化偏置電壓或者將所述紅外成像系統(tǒng)的工作積分時間設置為所述優(yōu)化積分時間。

本發(fā)明的一個實施例中，獲得多組紅外圖像數(shù)據(jù)并采集每次紅外成像時的工作參數(shù)的步驟包括：保持積分時間不變，以預定偏置電壓步長取多個偏置電壓；對于每個偏置電壓，在該偏置電壓和保持的積分時間下，用紅外成像系統(tǒng)對成像目標進行紅外成像，獲得多組紅外圖像數(shù)據(jù)；采集每個偏置電壓下進行紅外成像時的工作參數(shù)，獲得多組工作參數(shù)。

本發(fā)明的一個實施例中，所述預定偏置電壓步長為0.05至0.1伏。

本發(fā)明的一個實施例中，獲得多組紅外圖像數(shù)據(jù)并采集每次紅外成像時的工作參數(shù)的步驟包括：保持偏置電壓不變，以預定積分時間步長取多個積分時間；對于每個積分時間，基于該積分時間和保持的偏置電壓，用紅外成像系統(tǒng)對成像目標進行紅外成像，獲得多組紅外圖像數(shù)據(jù)；采集每個積分時間下進行紅外成像時的工作參數(shù)，獲得多組工作參數(shù)。

本發(fā)明的一個實施例中，所述預定積分時間步長為所述紅外成像系統(tǒng)的紅外探測器的15至30個主時鐘。