一种红外探测器盲元检测方法与流程

本发明涉及红外成像技术领域，具体是一种红外探测器盲元检测方法。

背景技术：

盲元是由红外探测器阵列中响应过低或过高的探测器组成，在图像上表现为暗点或亮点，影响红外成像质量。依据盲点的响应特性，目前盲元检测思路有以下两种：一种是基于图像方法——利用图像局部邻域的特性；一种是依据探测器对两个黑体的响应变化程度；这两种思路均能够检测出盲元，但是第一种思路不能适应盲元成块分布情况，且易受邻域内边缘、噪声影响；第二种依赖于阈值的设置，容易导致盲元误检或漏检。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有盲点检测的缺陷，提供一种红外探测器盲元检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种红外探测器盲元检测方法，包括如下步骤：

A1：对红外探测器阵列进行多个温度点处的标定；

A2：计算红外探测器的响应曲线；

A3：计算红外探测器响应曲线的正态分布特性；

A4：根据红外探测器响应参数，利用3σ分布检测盲元。

所述步骤A1包括如下子步骤：

A11：采用可控温度的黑体放置于红外摄像仪近焦距清晰成像处，并使所述黑体充满图像画面；

A12：使所述黑体的温度稳定在某一温度，并记录黑体温度T₀及所述黑体在该温度下对应的红外摄像仪输出图像G；

A13：调整所述黑体温度，重复步骤A12。

所述黑体的温度范围为[T_L,T_H]，红外摄像仪对所述黑体连续取M帧图像，对M帧图像进行时域平均，得到均值图像G，即输出图像，该图像高宽记为H,W。

在调整所述黑体温度时，黑体温度步进值为ΔT，共N个，黑体温度记为{Tⁱ}，标定时图像输出为{Gⁱ},i＝1,2,...,n；Tⁱ表示第i个黑体标定温度；Gⁱ表示第i个黑体标定温度时的输出图像。

所述步骤A2包括如下子步骤：

A21：确定红外探测器响应函数模型；

A22：利用标定温度、标定输出图像，估计红外探测器的响应参数。

所述红外探测器响应曲线的正态分布特性包括红外探测器响应曲线的响应参数的均值和标准差。

所述步骤A4通过判断红外探测器的响应参数是否在3σ分布范围，确定该红外探测器是否为盲元，并设置盲元标志位。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种简单、有效的盲元检测新方法，可以根据红外探测器的响应函数正态分布特性进行盲元检测，克服了现有盲元检测算法中邻域受噪声、边缘分布影响、阈值设置的缺陷，且本发明的算法简单、易实现、不额外增加硬件模块、不增加功耗。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明步骤A1的子步骤流程图；

图3为本发明步骤A2的子步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种红外探测器盲元检测方法，依序执行如下步骤：

A1：对红外探测器阵列进行多个温度点处的标定；

A2：计算红外探测器的响应曲线；

A3：计算红外探测器响应曲线的正态分布特性；

A4：根据红外探测器响应参数，利用3σ分布检测盲元。

如图2所示，所述步骤A1依序执行如下子步骤：

A11：采用可控温度的黑体放置于红外摄像仪近焦距清晰成像处，并使所述黑体充满图像画面；

A12：使所述黑体的温度稳定在某一温度，并记录黑体温度T₀及所述黑体在该温度下对应的红外摄像仪输出图像G；

A13：调整所述黑体温度，重复步骤A12。

所述黑体的温度范围为[T_L,T_H]，红外摄像仪对所述黑体连续取M帧图像，对M帧图像进行时域平均，得到均值图像G，即输出图像，该图像高宽记为H,W。

在调整所述黑体温度时，黑体温度步进值为ΔT，共N个，黑体温度记为{Tⁱ}，标定时图像输出为{Gⁱ},i＝1,2,...,n；Tⁱ表示第i个黑体标定温度；Gⁱ表示第i个黑体标定温度时的输出图像。黑体温度变化范围对应红外探测器的有效温度响应范围。

如图3所示，所述步骤A2依序执行如下子步骤：

A21：确定红外探测器响应函数模型G_p＝f_p(t,Ω)。其中，p为探测器标号，p∈[1,H·W]；t为标定温度；Ω为响应函数中参数项集合；f为探测器响应函数，f包括常数项、多项式、S型函数等。

A22：利用标定温度、标定输出图像，估计红外探测器的响应参数。具体的，利用标定温度{Tⁱ}、标定输出图像{Gⁱ}，估计探测器响应函数f_p；对于标号为p的探测器，利用标定温度{T_i}、标定输出图像值进行参数估计，得到该探测器响应函数f_p的参数Ω_p。

在所述步骤A3中，计算红外探测器响应曲线的曲线参数正态分布特性。所述红外探测器响应曲线的正态分布特性包括红外探测器响应曲线的响应参数的均值和标准差，具体的，计算红外探测器响应参数{Ω_p}的均值Ω_μ、标准差Ω_σ，其中，p∈[1,H·W]。

所述步骤A4通过判断红外探测器的响应参数是否在3σ分布范围，确定该红外探测器是否为盲元，当探测器响应参数Ω_p不在3σ分布范围时，判断该探测器为盲元；设置盲元标志位flag。

盲元标志位：

作为本发明的实施例之一，将可控温度的黑体与红外热像仪放置在同一水平位置上，黑体与红外摄像仪距离d＝10cm，使黑体充满红外热像仪的图像画面；黑体温度范围下限值T_L应接近室温，设为25℃，上限值T_H设为80℃；黑体温度步进值ΔT设为1℃，以步进值ΔT＝1℃的刻度大小调节黑体温度的变化范围；红外摄像仪对黑体连续取M帧图像，帧数M取为50帧；红外探测器响应模型中的响应函数f_p形式选为常数项；红外探测器响应模型的参数估计方法选择最小二乘估计。