一种非制冷红外探测器的非均匀性校正方法及系统与流程

本发明涉及红外探测器校正领域，具体而言，涉及一种非制冷红外探测器的非均匀性校正方法及系统。

背景技术：

1、红外热成像系统广泛应用于各个领域，无论是在军事上还是在商业上都发挥着重要作用。非制冷红外热成像系统以其价格低、体积小、功耗低等优势在红外热成像系统的发展中占据着重要地位。它要求图像测温达到一定精度，但非制冷焦平面阵列红外图像的非均匀性严重降低了系统的图像测温精度，因此，以提高红外图像测温精度为目的的非均匀性校正方法成为当前的研究热点。

2、红外图像非均匀性产生的原因包括制作器件的半导体材料不均匀、红外焦平面阵列外界输入的影响、红外焦平面阵列所处环境温度的变化等等。其中，环境温度的变化将导致衬底温度的变化，从而使输出的非均匀性随环境温度出现较大变化。对于此，现有的非均匀性校正主要分为定标类校正和场景类校正两类方法，定标类校正方法包括一点定标、两点定标、多点定标校正算法以及基于曲线/多项式拟合的定标算法。其中，两点定标校正算法在校正效果和算法复杂度上拥有较好的平衡，因而被普遍采用。其使用已知的数据映射关系对原始图像进行校正，侧重图像测温精度，但不能校正漂移。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种非制冷红外探测器的非均匀性校正方法及系统，通过对两点校正公式的改进，降低温度漂移产生的非均匀性影响，使补偿校正后的图像数据更加贴近目标信息，提高非制冷红外探测器的成像质量。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，本申请提供一种非制冷红外探测器的非均匀性校正方法，其包括：

4、采集黑体目标在预设的第一温度和第二温度下的非制冷红外探测图像数据，上述非制冷红外探测图像数据包括有效行图像数据和补偿行图像数据；

5、基于第一温度和第二温度下的有效行图像数据，利用两点校正法计算得到校正参数；

6、采集黑体目标在挡板下的非制冷红外探测图像数据，并结合黑体目标在预设的第一温度和第二温度下的非制冷红外探测图像数据以及校正参数，计算得到初始校正公式；

7、基于补偿行图像数据对初始校正公式进行更新和修正，得到最终的实时校正公式以对非制冷红外探测图像进行实时非均匀性校正。

8、进一步的，上述基于第一温度和第二温度下的有效行图像数据，利用两点校正法计算得到校正参数的步骤包括：

9、利用如下公式计算得到校正参数：

10、yh＝a(i，j)*xh(i，j)+b(i，j)

11、yl＝a(i，j)*xl(i，j)+b(i，j)

12、其中，xh表示非制冷红外探测器像元(i，j)在第一温度下的辐射通量，yh表示在第一温度下非制冷红外探测器所有像元的响应输出的平均值，xl表示非制冷红外探测器像元(i，j)在第二温度下的辐射通量，yl表示在第二温度下非制冷红外探测器所有像元的响应输出的平均值，a表示非制冷红外探测器像元(i，j)的增益校正系数，b表示非制冷红外探测器像元(i，j)的偏移量校正系数。

13、进一步的，上述采集黑体目标在挡板下的非制冷红外探测图像数据，并结合黑体目标在预设的第一温度和第二温度下的非制冷红外探测图像数据以及校正参数，计算得到初始校正公式的步骤包括：

14、根据黑体目标在预设的第一温度和第二温度下的非制冷红外探测图像数据计算得到矫正后的目标矩阵：yx＝ax+b；其中，x表示非制冷红外探测器像元的辐射通量目标矩阵，yx表示目标矩阵对应的响应输出矩阵，a表示增益校正系数矩阵，b表示偏移量校正系数矩阵；

15、采集黑体目标在挡板下的非制冷红外探测图像数据，得到挡板矩阵：yb＝ab+b；其中，b表示在挡板下非制冷红外探测器像元的辐射通量挡板矩阵，yb表示挡板矩阵对应的响应输出矩阵；

16、将上述目标矩阵和挡板矩阵相减，得到初始校正公式：y＝yx-yb＝a(x-b)。

17、进一步的，上述实时校正公式为：

18、y＝a*[(x-xdummy)-(b-bdummy)]

19、其中，y表示非制冷红外探测器的响应输出，x表示采集的有效行图像数据，xdummy表示补偿行图像数据，b表示采集的黑体目标在挡板下的有效行图像数据，bdummy表示黑体目标在挡板下的补偿行图像数据，a表示增益校正系数。

20、第二方面，本申请提供一种非制冷红外探测器的非均匀性校正系统，其包括：

21、第一数据采集模块，用于采集黑体目标在预设的第一温度和第二温度下的非制冷红外探测图像数据，上述非制冷红外探测图像数据包括有效行图像数据和补偿行图像数据；

22、校正参数计算模块，用于基于第一温度和第二温度下的有效行图像数据，利用两点校正法计算得到校正参数；

23、第二数据采集模块，用于采集黑体目标在挡板下的非制冷红外探测图像数据，并结合黑体目标在预设的第一温度和第二温度下的非制冷红外探测图像数据以及校正参数，计算得到初始校正公式；

24、校正公式修正模块，用于基于补偿行图像数据对初始校正公式进行更新和修正，得到最终的实时校正公式以对非制冷红外探测图像进行实时非均匀性校正。

25、第三方面，本申请提供一种电子设备，其包括存储器，用于存储一个或多个程序；处理器。当上述一个或多个程序被上述处理器执行时，实现如上述第一方面中任一项上述的方法。

26、第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面中任一项上述的方法。

27、相对于现有技术，本发明至少具有如下优点或有益效果：

28、本申请提供一种非制冷红外探测器的非均匀性校正方法及系统，一方面，通过对两点校正公式的改进，降低温度漂移产生的非均匀性影响，使补偿校正后的图像数据更加贴近目标信息，提高非制冷红外探测器的成像质量。另一方面，在正常进行探测前进行挡板参数采集并且校正后，无需进行二次挡板校正流程，解决了非制冷红外探测器在环境温度变化时需要多次进行挡板校正的繁杂工作。

技术特征：

1.一种非制冷红外探测器的非均匀性校正方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种非制冷红外探测器的非均匀性校正方法，其特征在于，所述基于第一温度和第二温度下的有效行图像数据，利用两点校正法计算得到校正参数的步骤包括：

3.如权利要求1所述的一种非制冷红外探测器的非均匀性校正方法，其特征在于，所述采集黑体目标在挡板下的非制冷红外探测图像数据，并结合黑体目标在预设的第一温度和第二温度下的非制冷红外探测图像数据以及校正参数，计算得到初始校正公式的步骤包括：

4.如权利要求1所述的一种非制冷红外探测器的非均匀性校正方法，其特征在于，所述实时校正公式为：

5.一种非制冷红外探测器的非均匀性校正系统，其特征在于，包括：

6.一种电子设备，其特征在于，包括：

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。

技术总结
本发明提出了一种非制冷红外探测器的非均匀性校正方法及系统，涉及红外探测器校正领域。首先采集黑体目标在预设的第一温度和第二温度下的非制冷红外探测图像数据，其包括有效行图像数据和补偿行图像数据。然后，基于第一温度和第二温度下的有效行图像数据，利用两点校正法计算得到校正参数。之后，采集黑体目标在挡板下的非制冷红外探测图像数据，并结合前面的图像数据和校正参数，计算得到初始校正公式。最后，基于补偿行图像数据对初始校正公式进行修正，得到最终的实时校正公式以对非制冷红外探测图像进行实时非均匀性校正。从而降低温度漂移产生的非均匀性影响，使补偿校正后的图像数据更加贴近目标信息，提高非制冷红外探测器的成像质量。

技术研发人员：莫波微,江民裕,俞兆康
受保护的技术使用者：成都鼎屹信息技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16