专利名称：一种短波红外探测器非均匀校正方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种短波红外探测器非均匀校正方法及装置，属于图像处理技术领域。
背景技术：
近年来红外成像系统已经广泛应用于红外前视、红外搜索跟踪等多个领域。短波红外是指1. O 2. 5 μ m的红外波段，与中波、长波红外成像不同的是，短波红外成像主要利用室温景物反射环境中的短波红外辐射特性来实现探测。绿色植物对短波红外的反射能力比对可见光要强。部分矿物在短波红外波段有强吸收峰。由于其特点，短波红外对于植被、 岩石、云层探测方面有重要作用。短波红外探测在辨别军事伪装方面也有独特优势。基于以上特点，短波红外成像可以提供可见光、微光夜视、中波、长波红外成像所不能提供的信息， 有其重要意义。短波红外探测器与中波、长波具有一样都具有非均匀性的问题，成像系统都必须对其非均匀性进行校正，但是不同的是短波红外的响应已经接近可见光范围，已经无法采用定标黑体对其进行非均匀校正，因此需要针对短波红外探测器特性设计新的短波红外非均匀校正方法。发明内容
本发明的目的是提供一种短波红外探测器非均匀校正方法和装置，以解决短波红外探测器非均匀性的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种短波红外探测器非均匀校正方法，该校正方法的步骤如下
I).为短波红外探测器提供非均匀校正的标准辐射源；
2).将辐射源辐射出的标准面元汇聚到短波红外探测器的焦平面上；
3).计算短波红外探测器的非均匀校正系数；
4).利用计算出的非均匀校正系数对短波红外探测器进行实时非均匀校正。
所述的步骤4)在进行实时非均匀校正的同时还需对短波红外图像进行盲元查找替换。
所述的步骤2)中是通过改变光阑的大小来控制短波红外探测器焦平面上接收到的辐射通量。
所述的步骤3)中非均匀校正系数的计算是通过采用图像冻结的方式静态采集单帧红外图像的响应或者多帧红外图像响应的平均值来完成的。
所述的步骤4)在进行非均匀校正时采用的是流水线的方式，通过对短波红外探测器焦平面的每个像元的响应依次与其对应位置点的非均匀校正系数进行运算。
本发明为解决 上述技术问题还提供一种短波红外探测器校正装置，该校正装置包括
积分球，用于为短波红外探测器提供非均匀校正的标准辐射源；
光学镜头，用于将积分球辐射出的标准面元汇聚到短波红外探测器的焦平面上；
非均匀校正电路，包括校正系数计算模块和实时校正模块，分别用于计算短波红 外探测器的非均匀校正系和对短波红外探测器进行实时非均匀校正。
所述的非均匀校正电路还包括盲元查找替换模块，用于对短波红外图像进行盲元查找替换。
所述的光学镜头是通过改变其光阑的大小来控制短波红外探测器焦平面接收到 的辐射通量。
所述的校正系数计算模块是是通过采用图像冻结的方式静态采集单帧红外图像 的响应或者红外图像响应的平均值来进行红外图像非均匀校正系数的计算。
所述的实时校正模块采用流水线的方式进行非均匀校正，通过对短波红外探测器 焦平面的每个像元的响应依次与其对应位置点的非均匀校正系数进行运算。
本发明的有益效果是本发明通过非均匀校正的标准辐射作为短波红外探测器 的辐射源，同时采用光阑控制短波红外探测器接收的辐射通量，为非均匀校正提供标准输 入，最后通过流水线模方式进行非均匀校正系数的计算和校正，提高了短波红外探测器的 非均匀校正效果，本发明结构简单，易实现，效果好。
图1是本发明的短波红外探测器非均匀校正装置的构造图2是本发明的短波红外探测器非均匀校正装置中非均匀校正电路的示意图3是本发明的短波红外探测器非均匀校正装置中非均匀校正电路的原理图4是本发明的短波红外探测器非均匀校正方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体的实施方式做进一步说明。
本发明的一种短波红外探测器非均匀校正方法的实施例
本发明的一种短波红外探测器非均匀矫正方法，该方法的步骤如图3所示，其具 体过程如下
1.为短波红外探测器提供非均匀校正的标准辐射源输入，例如，使用积分球作为 短波红外探测器的辐射源。
2.利用短波红外光学镜头汇聚积分球输出的标准面元辐射到短波红外探测器的 焦平面上，通过改变短波红外光学镜头内光阑的大小来控制汇聚到短波红外探测器焦平面 的辐射通量。
3.利用FPGA内部SOPC软核对短波红外非均匀校正系数的进行计算，通过采用图 像冻结的方式静态采集单帧红外图像的响应依次与其对应位置点的非均匀校正系数进行运算。
4.采用流水线的方式对短波红外探测器焦平面的每个像元的响应依次与其对应 位置点的非均匀校正系数进行运算，同时采用FPGA模块进行盲元查找和替换采用中值滤 波的方式查找短波红外图像的盲元。
本发明的一种短波红外探测器非均匀校正装置的实施例
如图1所示，该校正装置包括积分球、光学镜头和非均匀校正电路，积分球为短波 红外探测器提供非均匀校正的标准辐射源，光学镜头汇聚积分球输出的标准面元辐射到短 波红外探测器的焦平面上，非均匀校正电路如图2所示，包括校正系数计算模块、实时校正 模块和盲元替换查找模块，其原理如图3所示。
短波红外探测器非均匀校正分为实时处理流程和系数计算流程两种工作状态，系 数计算流程中预处理装置采用SOPC软核完成非均匀校正系数计算并将校正系数的计算结 果写入校正系数存储器。实时处理流程首先实时校正模块根据校正系数对红外信号进行非 均匀校正，然后盲元查找替换模块7采用3X3窗口中值滤波的方法确定盲元位置并用窗口 内9个像素的平均值替换盲元。
参照图4，为保证系统工作的实时性，短波红外探测器非均匀校正电路以每帧信号 的开始为起点进行工作。每帧信号开始后首先判断上位机是否通过通信模块发送模式切换 命令，若收到模式切换命令，采用SOPC软核的非均匀校正系数计算装置立刻通过图像冻结 装置禁止存储器的写入，然后根据存储器内的数据进行非均匀校正系数的计算，计算完成 后返回到帧查询位置等待下一帧到来；若没有收到模式切换命令则依次执行实时模式下的 各项操作。
权利要求
1.一种短波红外探测器非均匀校正方法，其特征在于该校正方法的步骤如下1).为短波红外探测器提供非均匀校正的标准辐射源；2).将辐射源辐射出的标准面元汇聚到短波红外探测器的焦平面上；3).计算短波红外探测器的非均匀校正系数；4).利用计算出的非均匀校正系数对短波红外探测器进行实时非均匀校正。
2.根据权利要求1所述的短波红外探测器非均匀校正方法，其特征在于所述的步骤 4)在进行实时非均匀校正的同时还需对短波红外图像进行盲元查找替换。
3.根据权利要求2所述的短波红外探测器非均匀校正方法，其特征在于所述的步骤2)中是通过改变光学系统内光阑的大小来控制短波红外探测器焦平面上接收到的辐射通量。
4.根据权利要求3所述的短波红外探测器非均匀校正方法，其特征在于所述的步骤3)中非均匀校正系数的计算是通过采用图像冻结的方式静态采集单帧红外图像的响应或者多帧红外图像响应的平均值来完成的。
5.根据权利要求4所述的短波红外探测器非均匀校正方法，其特征在于所述的步骤4)在进行非均匀校正时采用的是流水线的方式，通过对短波红外探测器焦平面的每个像元的响应依次与其对应位置点的非均匀校正系数进行运算。
6.一种短波红外探测器非均匀校正装置，其特征在于该校正装置包括积分球，用于为短波红外探测器提供非均匀校正的标准辐射源；光学镜头，用于将积分球辐射出的标准面元汇聚到短波红外探测器的焦平面上；非均匀校正电路，包括校正系数计算模块和实时校正模块，分别用于计算短波红外探测器的非均匀校正系和对短波红外探测器进行实时非均匀校正。
7.根据权利要求6所述的短波红外探测器非均匀校正装置，其特征在于所述的非均匀校正电路还包括盲元查找替换模块，用于对短波红外图像进行盲元查找替换。
8.根据权利要求7所述的短波红外探测器非均匀校正装置，其特征在于所述的光学镜头是通过改变其光阑的大小来控制短波红外探测器焦平面接收到的辐射通量。
9.根据权利要求8所述的短波红外探测器非均匀校正装置，其特征在于所述的校正系数计算模块是是通过采用图像冻结的方式静态采集单帧红外图像的响应或者红外图像响应的平均值来进行红外图像非均匀校正系数的计算。
10.根据权利要求9所述的短波红外探测器非均匀校正装置，其特征在于所述的实时校正模块采用流水线的方式进行非均匀校正，通过对短波红外探测器焦平面的每个像元的响应依次与其对应位置点的非均匀校正系数进行运算。
全文摘要
本发明涉及一种短波红外探测器非均匀校正方法及装置，属于图像处理技术领域。本发明通过非均匀校正的标准辐射作为短波红外探测器的辐射源，同时采用光阑控制短波红外探测器接收的辐射通量,为非均匀校正提供标准输入，最后通过流水线模方式进行非均匀校正系数的计算和校正，提高了短波红外探测器的非均匀校正效果，本发明结构简单，易实现，效果好。
文档编号G06T5/00GK103065280SQ20121054115
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者赵凯生, 汪江华, 潘晓东 申请人:中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所