[發明專利]用于非制冷紅外熱像儀的實時兩點非均勻性校正方法

在審

• 申請號: 201611202977.7
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN108240863A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 隋修寶;劉程威;陳錢;顧芷西;潘光興;于雪蓮;吳驍斌;吳少遲;匡小冬;黃熙燕;錢惟賢;何偉基
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

本發明公開了一種用于非制冷紅外熱像儀的實時兩點非均勻性校正方法，通過配置不同的片上非均勻性校正（OCC）參數來實現紅外焦平面陣列輸出幅值的變化，在需要進行校正時將擋片擋下，同時調整紅外焦平面片上非均勻性校正參數，得到兩幀輸出圖像數據，將高響應值和低響應值的兩幀輸出圖像及其平均值存入存儲器；然后將存儲的兩幀圖像讀出，利用兩點校正參數計算的公式來計算實時的兩點校正參數，并將計算出的校正參數寫入存儲器，將其作為兩點校正參數來對輸出圖像進行非均勻性校正，這樣當非制冷紅外熱像儀長時間工作或環境溫度發生改變，溫度漂移導致參數發生改變時，可實時進行兩點校正參數的更新，提高非制冷紅外熱像儀的環境適應性。

技術領域

本發明屬于紅外圖像處理領域，具體涉及一種用于非制冷紅外熱像儀的實時兩點非均勻性校正方法。

背景技術

18世紀早期發現可見光譜以外的紅外光，經過兩百多年的發展研究，紅外光譜的應用已經取得了很大的進展。從早期粗糙的單像素探測設備到上世紀80年代晚期更加先進的液氮或復雜的制冷微測輻射熱計系統，紅外成像系統緩慢發展，那時的系統造價居高不下且不便于攜帶，使得機芯的應用多年來一直停留在國防、航空航天等重要領域。

隨著技術的發展，探測器、機芯和軟件系統在性能方面都獲得一定的發展，并且入門級產品的價格也在下降，機芯逐漸變得更小、更輕并且更節能。隨著鄰近的電子元件產生的熱量或容器溫度的變化，或視野中的目標本身輻射熱量的變化，探測器的增益和標準值將發生固有的漂移而偏離穩定區，并導致圖像不均勻。紅外制造商在探測器前面安裝一個機械控制校正擋片，用于阻隔來自目標的所有輻射能量，同時當作一個均勻背景，以此來校正探測器的非均勻性，重新校正的時間間隔在幾秒鐘到幾分鐘不等。另一種方法是采用兩點校正的方式，首先在線下利用黑體的均勻輻射特性采集紅外成像系統對兩個不同溫度的黑體靶面的兩幀響應圖像，然后利用計算得到兩點校正參數并將其存入系統片上存儲器，實際工作時再調用預存的兩點校正參數進行輸出圖像的非均勻性校正。

傳統紅外成像系統上的非均勻性校正方法多采用上述兩種方式，然而在實際使用過程中，由于成像系統使用環境溫度的變化，導致成像系統的溫度隨之受到影響，從而影響系統的成像質量，導致圖像質量的退化。當環境溫度發生變化時，采用單點校正的方式只能通過多次擋片當下的方式來校正輸出圖像，由于擋片擋下時系統處于盲視狀態，這樣當環境溫度的變化會導致系統頻繁進入盲視狀態，嚴重限制了成像系統的性能和使用場所；其次采用兩點校正的方法需要更新兩點校正參數來適應環境溫度的變化，這種方法需要在線下針對多個不同的的環境溫度利用黑體來標定多組兩點校正參數，并將這些參數存入紅外成像系統的片上存儲器內，然后通過判斷成像系統上的測溫芯片來實時調取對應環境溫度條件下標定的兩點校正參數，這種處理方法能保證實際成像環境溫度在兩點參數標定時環境溫度附近是校正效果很好，但由于環境溫度的變化是連續的，同時紅外探測器的靶面溫度變化也是不可預知的，因此利用黑體在某一特定環境溫度下標定出來的兩點校正參數并不能適應實際使用過程中所有的環境，而且如果要使用足夠多的兩點校正標定參數來盡可能的滿足使用環境的變化，則需要存幾十甚至上百組兩點校正參數，這對于硬件系統的存儲資源也有一個較高的要求，同時也會提高系統的成本。因此，亟需一種能根據實時環境溫度的改變而改變的非均勻性矯正處理算法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于非制冷紅外熱像儀的實時兩點非均勻性校正方法，解決了傳統非制冷紅外熱像儀在長時間工作或環境溫度改變后，原始非均勻性校正參數不再適用的問題，實現了非均勻性校正參數的實時標定和更新，提高了非制冷紅外熱像儀的環境適應性。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種用于非制冷紅外熱像儀的實時兩點非均勻性校正方法，包括以下步驟：

步驟1)控制擋片擋下作為均勻目標背景：

將紅外熱像儀置于室溫環境下工作達到穩定狀態，當需要進行實時兩點校正時，控制擋片電機，將擋片擋下一段時間，作為均勻目標背景。