基于红外探测器的片间非均匀性校正方法

本发明涉及光电探测图像处理，尤其涉及一种基于红外探测器的片间非均匀性校正方法。

背景技术：

1、红外探测器因体积小、结构紧凑、作用距离远等优点而被广泛应用，随着像元规模的增大，红外探测器的非均匀性响应进一步增强，对工程化应用产生较多的负面影响。红外探测器的非均匀性响应主要来自三个方面：（1）受制作工艺和自身材料的限制，不同像元之间的响应特性均存在差异；（2）红外探测器的内部一般采用按列读出，列通道之间存在差异性；（3）在图像采集电路方面，往往需要多路并行读出，不同的电路通道增益均存在差异性。但现有技术是对红外探测器的每个基片的像元进行校正，未考虑片间非均匀性。

技术实现思路

1、本发明为解决现有技术是对红外探测器的每个基片的像元进行校正，未考虑片间非均匀性的缺点，提供一种基于红外探测器的片间非均匀性校正方法，能够自适应调整积分时间，有效降低片间差异，降低红外探测器所成的红外图像的非均匀性校正难度，改善红外探测器的成像效果。

2、本发明提供的基于红外探测器的片间非均匀性校正方法，红外探测器的芯片由四个基片组成，具体包括如下步骤：

3、s1：在相同的温度条件下，依次采集四个基片在各预设积分时间下的各个像素点的响应值，根据四个基片的各预设积分时间及各预设积分时间所对应的各个像素点的响应均值构建四个基片的响应均值公式，获得四个基片的响应系数及本底响应系数；

4、四个基片的响应均值公式分别为：

5、（1）；

6、（2）；

7、（3）；

8、（4）；

9、其中，、、和分别为四个基片的响应均值，、、和分别为四个基片的响应系数，、、和分别为四个基片的本底响应系数，、、和分别为输入至四个基片的预设积分时间；

10、s2：将第一基片的输入积分时间设为t，结合步骤s1的计算结果并通过式（1）计算第一基片的响应均值；

11、s3：使第二基片的响应均值与第一基片的响应均值相等，通过式（2）计算第二基片的目标积分时间，并使第二基片的输入积分时间与目标积分时间相同；

12、s4：重复步骤s3，确定第三基片和第四基片的输入积分时间，实现红外探测器的片间非均匀性校正。

13、优选地，在步骤s1中，四个基片的预设积分时间均相同，且预设积分时间的个数不少于两个。

14、优选地，在进行步骤s2的操作之前还需进行盲元剔除操作，使红外探测器的盲元不参与响应，盲元剔除操作具体包括如下步骤：

15、s11：保持四个基片的积分时间相同，利用红外探测器连续采集100帧红外图像，通过下式计算红外探测器的平均图像：

16、（5）；

17、其中，l1为第一帧红外图像，l2为第二帧红外图像，li为第i帧红外图像，l100为第100帧红外图像；

18、s12：遍历平均图像上的所有像素点，通过下式对平均图像的盲元像素进行判定，并将所有盲元像素均替换为当前盲元像素在3*3邻域内的非盲元像素的平均灰度值：

19、（6）；

20、其中，（i，j）为第（i，j）个像素点的灰度值，为平均图像的所有像素点的平均灰度值。

21、优选地，待测基片的响应均值与输入积分时间近似呈线性关系：

22、（7）；

23、其中，y为待测基片的响应均值，k为待测基片的响应系数，b为待测基片的本底响应系数，t为待测基片的输入积分时间。

24、优选地，待测基片的输入积分时间与响应电压的公式为：

25、（8）；

26、（9）；

27、其中，为红外探测器的像素点的综合增益，k为红外探测器的响应系数，p为入射到像素点的辐照功率，为输入积分时间为t的电流，v为和电路形式有关的电压输出补充项，为红外探测器的像素点的输出噪声，为红外探测器中的光电二极管的电阻，为红外探测器中的电压增益为红外探测器中的积分电容，为计算响应电压所设置的过渡系数，无物理含义。

28、与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：

29、本发明提出的基于红外探测器的片间非均匀性校正方法，通过采集不同积分时间下的四个基片的各像素点的响应值以确定每个基片的响应系数和本底响应系数，在对红外探测器的盲元进行去除后，以第一基片的均值为基准，自适应调节其他三个基片的输入积分时间，能够快速且有效的降低片间差异，为后续的定标降低难度。

技术特征：

1.一种基于红外探测器的片间非均匀性校正方法，所述红外探测器的芯片由四个基片组成，其特征在于，具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于红外探测器的片间非均匀性校正方法，其特征在于，在所述步骤s1中，四个基片的预设积分时间均相同，且所述预设积分时间的个数不少于两个。

3.根据权利要求1所述的基于红外探测器的片间非均匀性校正方法，其特征在于，在进行所述步骤s2的操作之前还需进行盲元剔除操作，使所述红外探测器的盲元不参与响应，盲元剔除操作具体包括如下步骤：

4.根据权利要求1所述的基于红外探测器的片间非均匀性校正方法，其特征在于，待测基片的响应均值与输入积分时间近似呈线性关系：

5.根据权利要求4所述的基于红外探测器的片间非均匀性校正方法，其特征在于，所述待测基片的输入积分时间与响应电压的公式为：

技术总结
本发明涉及光电探测图像处理技术领域，尤其涉及一种基于红外探测器的片间非均匀性校正方法。包括：S1：计算获得四个基片的响应系数及本底响应系数；S2：将第一基片的输入积分时间设为t，结合步骤S1的计算结果计算第一基片的响应均值；S3：使第二基片的响应均值与第一基片的响应均值相等，计算第二基片的目标积分时间，并使第二基片的输入积分时间与目标积分时间相同；S4：重复步骤S3，确定第三基片和第四基片的输入积分时间，实现红外探测器的片间非均匀性校正。本发明能够自适应调整积分时间，有效降低片间差异。

技术研发人员：李明轩,聂婷,黄良,韩诚山,刘鑫,王宁峰
受保护的技术使用者：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21