[發明專利]基于漫反射金屬板的面陣制冷紅外熱像儀校正方法

有效

• 申請號: 202111144982.8
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113865722B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 李曉平;楊文佳;石春雷;楊樺
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: G01J5/90
• 分類號: G01J5/90;G01J5/10;G01J5/48;G01J5/08
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張莉瑜

本發明涉及紅外熱像儀技術領域，尤其涉及一種基于漫反射金屬板的面陣制冷紅外熱像儀校正方法，包括：在面陣制冷紅外熱像儀的光路中設置漫反射金屬板，漫反射金屬板位于透鏡組與紅外探測器的窗口之間，且垂直光路傳播方向；令漫反射金屬板朝著逐漸遠離或逐漸靠近紅外探測器的窗口的方向單向移動，在移動過程中確定至少三個采樣位置，并在每個采樣位置處均獲取多幀紅外圖像；基于每兩個相鄰采樣位置處所獲取的多幀紅外圖像，計算相應的校正斜率和校正截距。本發明提供的方法操作方便、快捷，能夠解決面陣制冷紅外熱像儀難以在實際使用期間進行多點非均勻校正的問題。

技術領域

本發明涉及紅外熱像儀技術領域，尤其涉及一種基于漫反射金屬板的面陣制冷紅外熱像儀校正方法、用于面陣制冷紅外熱像儀的校正裝置以及面陣制冷紅外熱像儀成像方法。

背景技術

面陣制冷紅外熱像儀采用高分辨率的焦平面陣列制冷紅外探測器，已成為紅外熱像儀的主流配置。但是由于焦平面陣列式器件加工水平等因素，所有的紅外探測器均存在器件響應不一致的非均勻性。當紅外探測器裝配成紅外熱像儀時，必須經過非均勻校正才能正常成像使用。

目前，常用的非均勻校正方法包括單點非均勻校正法和兩點非均勻校正法。單點非均勻校正法基于存儲在紅外探測器電路上的非均勻系數進行校正，隨著時間推移，會出現盲元增加以及非均勻性增加的狀況，導致紅外熱像儀成像無法使用。兩點非均勻校正法可以同時考慮校正增益(即斜率)和偏置(即截距)兩個非均勻項，比單點非均勻校正法具有更好的適用性。但是兩點非均勻校正法的條件假設與紅外探測器實際的非線性響應存在差別，對于接近線性的中段區域響應基本適用，當超出這個響應區域，紅外探測器的非均勻性就會再次在圖像上顯現出來。多點校正的原理與兩點非均勻校正法相近，多點校正通過采集不同響應范圍的多個響應點，利用分段函數法將非線性區域分段線性化，在每個分段小區域內更真實地模擬紅外探測器非線性響應，校正效果好，適用性更高。

針對面陣制冷紅外熱像儀，多點校正時，需要多個覆蓋視場的高、低溫黑體，而在實際使用時，由于結構等限制，難以在紅外熱像儀鏡頭前增加變溫黑體，通常只能在實驗室利用黑體進行標定。但在實驗室內標定后，隨著時間推移，紅外熱像儀仍會出現盲元增加以及非均勻性增加的狀況，導致紅外熱像儀成像圖像質量下降。

發明內容

本發明的目的是針對上述至少一部分不足之處，提供一種能夠在實際使用過程中進行面陣制冷紅外熱像儀校正的方法，以解決面陣制冷紅外熱像儀難以在實際使用期間實現多點非均勻校正的問題。

為了實現上述目的，本發明提供了一種基于漫反射金屬板的面陣制冷紅外熱像儀校正方法，包括：

在面陣制冷紅外熱像儀的光路中設置漫反射金屬板，所述漫反射金屬板位于透鏡組與紅外探測器的窗口之間，且垂直光路傳播方向；

令所述漫反射金屬板朝著逐漸遠離或逐漸靠近所述紅外探測器的窗口的方向單向移動，在移動過程中確定至少三個采樣位置，并在每個采樣位置處均獲取多幀紅外圖像；

基于每兩個相鄰采樣位置處所獲取的多幀紅外圖像，計算相應的校正斜率和校正截距。

可選地，所述漫反射金屬板的尺寸大于透鏡組與紅外探測器之間最大光斑尺寸。

可選地，所述漫反射金屬板的發射率處于0.02～0.1之間，各方向反射能量均勻。

可選地，在每個所述采樣位置處均獲取不少于10幀紅外圖像。

可選地，所述漫反射金屬板與所述紅外探測器的窗口之間的距離最小不少于2mm，最大不超過8mm。

可選地，各個采樣位置均勻間隔分布。

可選地，所述基于每兩個相鄰采樣位置處所獲取的多幀紅外圖像，計算相應的校正斜率和校正截距，包括：

分別計算各采樣位置處所獲取的多幀紅外圖像的均值圖像的像點灰度和總灰度均值，表達式為：