[發明專利]一種紅外圖像無擋片非均勻性校正裝置及其校正方法

有效

• 申請號: 201710202166.5
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN107036715B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 劉志杰
• 申請（專利權）人: 智來光電科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/10;G01J5/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種紅外圖像無擋片非均勻性校正裝置及其校正方法，首先在高低溫箱中分別讓機芯裸露和裝入外殼中進行兩種方法標定，獲取兩種情況下不同環境溫度對應的機芯的響應，并記錄響應對應的探測器襯底溫度和結構溫度；然后在對著黑體標定高溫兩幀圖像，計算非均勻性校正參數K，并將K和無擋片標定的結果存入FLASH中；工作時根據襯底溫度讀出FLASH模塊中的背景值再計算出當前襯底和結構溫度對應的背景，再對輸入圖像進行非均勻性校正輸出。本發明所達到的有益效果：在模擬紅外成像系統工作時的情況，完成無擋片的標定；工作時實時插值計算背景參數，在無需擋片的情況下，完成圖像的非均勻性校正，提升圖像質量的同時減少機械結構，降低系統功耗和噪聲。

技術領域

本發明涉及一種紅外圖像無擋片的非均勻性校正裝置及其校正方法，屬于紅外圖像處理技術領域。

背景技術

自二十世紀九十年代，紅外技術正在經歷第三次革命，以微測輻射熱計和熱釋電探測器為代表的非致冷紅外成像技術獲得了重要突破并達到實用化。它不僅解決了紅外攝像技術中最為突出的要求低溫(～77K)冷卻工作的要求，而且還可像光子半導體紅外焦平面陣列技術一樣實現同讀出電路的大規模或超大規模集成，實現了高密度、小型化、便攜和易于操作的紅外熱像儀。

然而，受紅外探測器材料和工藝方面的影響，紅外焦平面陣列的非均勻性問題成為長期以來制約其應用的根本問題。非均勻性指的是焦平面陣列在外界均勻光強照射時，各單元的輸出不一致，在圖像上表現為空間噪聲或固定圖案噪聲。

基于兩點的紅外圖像非均勻性校正是一種基于定標的校正算法，兩點校正法是最早開展研究、最為成熟的算法之一。應用兩點法校正有兩個前提條件，第一，探測器的響應在所關注的溫度范圍內是線性變化的，第二，探測器的響應具有時間的穩定性，并且其受隨機噪聲的影響較小，則非均勻性引入固定模式的乘性和加性噪聲。

基于定標非均勻校正通常需要事先獲得校正所需要的定標系數，然后在校正實現過程中讀取這些數據作相應的處理，但是當溫度漂移時，之前的參數就不適用。因此當漂移很大時，需要通過擋片充當均勻背景重新定標來更新校正系數。但擋片擋下的時間內會出現幾秒鐘的盲視現象，在快速移動的工作場合，不利于觀察周圍的情況，且擋片引入機械結構，會增加系統功耗和噪聲。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種紅外圖像無擋片非均勻性校正裝置及其校正方法，在不使用擋片的情況下，在系統實時圖像顯示的過程中完成非均勻性校正，且不需要使用擋片，減小了系統功耗和噪聲。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種紅外圖像無擋片非均勻性校正裝置，其特征是，包括標定模塊和校正模塊；

所述標定模塊包括機芯裸露標定模塊、機芯裝殼標定模塊、非均勻性校正參數K計算模塊、FLASH模塊和黑體標定模塊；

所述非均勻性校正參數K計算模塊分別與機芯裸露標定模塊、機芯裝殼標定模塊、FLASH模塊和黑體標定模塊相連接；所述FLASH模塊分別與機芯裸露標定模塊、機芯裝殼標定模塊相連接；

所述機芯裸露標定模塊用于設置高低溫箱的溫度，機芯裸露在高低溫箱中，分別獲取不同紅外探測器襯底溫度和機芯結構溫度對應的背景圖像，并存入FLASH模塊中；

所述機芯裝殼標定模塊用于設置高低溫箱的溫度，機芯裝入結構外殼，分別獲取不同紅外探測器襯底溫度和機芯結構溫度對應的背景圖像，并存入FLASH中；

所述黑體標定模塊用于設定黑體溫度為T_{H_black}和T_{L_black}時，獲取探測器響應的高溫幀和低溫幀；