红外探测器的响应率的获取方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本技术属于红外探测器技术领域，尤其涉及一种红外探测器的响应率的获取方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.在日常生活中，许多设备都需要安装红外探测器，用以完成诸如安检、夜间摄像等领域的需求。红外探测器可以分为有制冷器和无制冷器两种，由于制冷器成本较高，因此无制冷器的红外探测器逐渐占领了红外探测器市场。
3.响应率是红外探测器的一个重要参数，它表征了红外探测器的测温性能，通过响应率可以计算得到红外探测器探测到的物体的温度，因此红外探测器的响应率是否准确直接影响到红外探测器的使用效果。
4.红外探测器的测温功能主要由焦平面阵列完成，焦平面阵列又称靶面，可以接收物体由于自身温度所发出的红外辐射并转换成其它可测量物理信号。不同靶面温度下红外探测器的响应率不同，无制冷器的红外探测器的靶面温度容易受到外界环境的影响而不稳定，由此获得的对应的数据也不准确，进而使得该靶面温度下的响应率的计算结果也不够准确。现有的响应率的计算方法无法避免靶面温度对响应率造成的影响，因此亟需一种方法来提高响应率计算结果的准确性。


技术实现要素：

5.本技术提供一种红外探测器的响应率的获取方法、装置、设备及存储介质，可以解决响应率计算结果不够准确的问题。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种红外探测器的响应率的获取方法，包括：
7.获取多组测试数据和每组所述测试数据对应的靶面温度，每组所述测试数据包括红外探测器在对应的靶面温度下基于两个预设黑体的红外辐射得到的电压数据，所述多组测试数据分别对应的靶面温度不同，所述两个预设黑体具有预设温度差值；
8.对于每组所述测试数据，计算所述测试数据包括的电压数据的差值，根据所述差值和所述预设温度差值，得到在所述测试数据对应的靶面温度下的响应率。
9.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述差值和所述预设温度差值，得到在所述测试数据对应的靶面温度下的响应率，包括：
10.将所述差值与所述预设温度差值的比值确定为所述测试数据对应的靶面温度下的响应率。
11.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述差值和所述预设温度差值，得到在所述测试数据对应的靶面温度下的响应率，包括：
12.将所述差值与所述预设温度差值的比值确定为中间响应率；
13.将所述中间响应率与基准响应率的比值确定为所述测试数据对应的靶面温度下的响应率；其中，所述基准响应率为多组测试数据分别对应的靶面温度中目标靶面温度对
应的中间响应率。
14.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述得到在所述测试数据对应的靶面温度下的响应率之后，还包括：
15.对所述多组测试数据分别对应的靶面温度下的响应率进行拟合，得到响应率拟合曲线。
16.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述对所述多组测试数据分别对应的靶面温度下的响应率进行拟合，得到响应率拟合曲线之后，还包括：
17.判断所述拟合曲线在预设靶面温度范围内是否存在拐点或极点；
18.若存在所述拐点或所述极点，则修正所述拟合曲线。
19.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述修正所述拟合曲线，包括：
20.去除所述多组测试数据中的异常数据；
21.对去除异常数据后的所述多组测试数据分别对应的靶面温度下的响应率进行拟合，得到修正后的响应率拟合曲线。
22.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述修正所述拟合曲线，包括：
23.重新执行上述获取多组测试数据和每组所述测试数据对应的靶面温度的步骤，对重新获取的多组测试数据分别对应的靶面温度下的响应率进行拟合，得到修正后的响应率拟合曲线。
24.第二方面，本技术实施例提供了一种红外探测器的响应率的获取装置，包括：
25.获取数据模块，用于获取多组测试数据和每组所述测试数据对应的靶面温度，每组所述测试数据包括红外探测器在对应的靶面温度下基于两个预设黑体的红外辐射得到的电压数据，所述多组测试数据分别对应的靶面温度不同，所述两个预设黑体具有预设温度差值；
26.响应率计算模块，用于对于每组所述测试数据，计算所述测试数据包括的电压数据的差值，根据所述差值和所述预设温度差值，得到在所述测试数据对应的靶面温度下的响应率。
27.第三方面，本技术实施例提供了一种终端设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面中任一项所述的红外探测器的响应率的获取方法。
28.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述的红外探测器的响应率的获取方法。
29.本技术提供的红外探测器的响应率的获取方法、装置、设备及存储介质，通过接收具有预设温度差值的两个预设黑体的稳定的温度数据，使红外探测器在相同靶面温度下转换得到的测试数据的误差相同。通过获取多组测试数据和每组测试数据对应的靶面温度，并根据多组测试数据的差值和两个预设黑体的预设温度差值计算，得到在测试数据对应的靶面温度下的响应率。在相同靶面温度下转换得到的测试数据的误差相同的情况下，使用测试数据的差值计算响应率，可以消除靶面温度对测试数据造成的误差，从而使计算得到的响应率更准确。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是本技术实施例提供的一种红外探测器的响应率的获取方法的流程示意图；
32.图2是本技术实施例提供的一种测试场景示意图；
33.图3是本技术实施例提供的红外探测器的响应率的获取装置的结构框图；
34.图4是本技术实施例提供的一种终端设备的结构示意图。
具体实施方式
35.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。在不冲突的情况下，本技术中不同的技术特征之间可以相互结合。
36.图1为本技术实施例提供的一种红外探测器的响应率的获取方法的流程示意图，如图1所示，本技术实施例提供的响应率的获取方法，包括：
37.s101、获取多组测试数据和每组测试数据对应的靶面温度，每组测试数据包括红外探测器在对应的靶面温度下基于两个预设黑体的红外辐射得到的电压数据，多组测试数据分别对应的靶面温度不同，两个预设黑体具有预设温度差值。
38.示例性的，图2为本技术实施例提供的一种测试场景示意图，如图2所示，本技术实施例提供的红外探测器的响应率的获取方法，所需要的测试设备包括：黑体11、黑体12、红外探测器靶面21和温度传感器22。其中，黑体11和黑体12为温度稳定的热源，红外探测器靶面21置于真空环境20中，红外探测器靶面21连接温度传感器22。
39.应理解，红外探测器的测温功能主要由红外探测器的靶面完成，因此本技术实施例中所说红外探测器的响应率，具体来说应为红外探测器靶面的响应率。
40.具体的，如图2所示，黑体11和黑体12持续产生恒定的红外辐射，红外探测器靶面21可以分别接收黑体11和黑体12产生的红外辐射并转换为电压数据，并且，通过改变真空环境20的环境温度可以改变红外探测器靶面21的靶面温度。因此，在测试过程中，终端设备4可以获取红外探测器靶面21转换得到的电压数据，同时获取温度传感器22采集得到的当前靶面温度，从而得到一组测试数据和该组测试数据对应的靶面温度。多次改变红外探测器靶面21的靶面温度，获得多组测试数据和每组测试数据对应的靶面温度。
41.可以理解的是，黑体产生的红外辐射量由黑体的温度确定，因此为了保证两个预设黑体可以持续产生恒定的红外辐射，本技术要求在测试过程中不改变两个预设黑体的温度，即在测试过程中两个预设黑体的预设温度差值不变。例如，黑体11的温度可以为50℃，黑体12的温度可以为30℃，此时两个预设黑体的预设温度差值为20℃。
42.可选的，电压数据为转换后的数字信号值，电压数据的分辨率可以是14位，红外探测器在测温时将电压数据作为测温结果中的灰度数据，用以显示测温图像。
43.s102、对于每组测试数据，计算测试数据包括的电压数据的差值，根据差值和预设温度差值，得到在测试数据对应的靶面温度下的响应率。
44.具体的，多组测试数据对应的靶面温度不同，每个靶面温度对应一组测试数据，根据一组测试数据和预设温度差值可以得到该组测试数据对应的靶面温度下的响应率，根据多组测试数据和预设温度差值可以得到多组测试数据在对应的靶面温度下的响应率。
45.本技术实施例通过接收具有预设温度差值的两个预设黑体的稳定的温度数据，使红外探测器在相同靶面温度下转换得到的测试数据的误差相同。通过获取多组测试数据和每组测试数据对应的靶面温度，并根据多组测试数据的差值和两个预设黑体的预设温度差值计算，得到在测试数据对应的靶面温度下的响应率。在相同靶面温度下转换得到的测试数据的误差相同的情况下，使用测试数据的差值计算响应率，可以消除靶面温度对测试数据造成的误差，从而使计算得到的响应率更准确。
46.可选的，本技术实施例提供了s102的一种可能的实现方式，其中，s102包括：
47.将差值与预设温度差值的比值确定为测试数据对应的靶面温度下的响应率。
48.具体的，在本实现方式中，响应率的计算公式可以为：
[0049][0050]
其中，t表示靶面温度，k
t
表示靶面温度t下的响应率，δad
t
表示靶面温度t下获取的电压数据的差值，δt表示两个预设黑体的预设温度差值。
[0051]
对于无制冷器的红外探测器，其靶面温度会影响电压数据的值，从而使基于电压数据计算得到的响应率不准确。而本技术实施例在计算靶面温度对应的响应率时，选择该靶面温度下的电压数据的差值作为测试数据，由于相同的靶面温度下对电压数据造成的影响相同，因此本技术实施例所采用的技术方案可以减去由靶面温度造成的电压数据的误差，将测试数据与预设温度差值的比值作为响应率，可以消除靶面温度对响应率造成的误差，使计算得到的响应率更准确。
[0052]
可选的，本技术实施例还提供了s102的另一种可能的实现方式，其中，s102包括：
[0053]
将差值与预设温度差值的比值确定为中间响应率。
[0054]
将中间响应率与基准响应率的比值确定为测试数据对应的靶面温度下的响应率。其中，基准响应率为多组测试数据分别对应的靶面温度中目标靶面温度对应的中间响应率。
[0055]
可选的，目标靶面温度可以是测试数据对应的靶面温度中任意一个靶面温度，也可以是预设靶面温度。
[0056]
示例性的，测试数据中靶面温度可以包括5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃，对应的靶面温度下的多个中间响应率包括k5、k
10
、k
15
、k
20
、k
25
、k
30
、k
35
、k
40
，预设靶面温度为25℃，则将室温25℃下的靶面温度所对应的响应率，即k
25
作为基准响应率，最终得到的测试数据对应的靶面温度下的响应率包括1、
[0057]
通过选取基准响应率并将基准响应率与中间响应率的比值作为最终的响应率，方便用户选取自己熟悉的环境温度下的响应率作为基准响应率，通过比值可以直观的观察其他靶面温度下的响应率与用户熟悉的基准响应率之间的差异，同时简化响应率，为后续对响应率的拟合提供简化后的响应率，减少计算量。
[0058]
可选的，在上述实施例的基础上，在s102之后，本技术实施例提供的红外探测器的
响应率的获取方法，还可以包括：
[0059]
s103、对多组测试数据分别对应的靶面温度下的响应率进行拟合，得到响应率拟合曲线。
[0060]
可选的，响应率拟合曲线为三阶曲线。示例性的，响应率拟合曲线在拟合前的公式为：
[0061]
k(t)＝a
·
t3 b
·
t2 c
·
t d
[0062]
其中，k(t)为靶面温度t下的响应率，a、b、c、d为待确定的拟合系数，t为靶面温度。
[0063]
可选的，在s103之后，本技术实施例还可以包括：
[0064]
判断拟合曲线在预设靶面温度范围内是否存在拐点或极点。若存在拐点或极点，则修正拟合曲线。
[0065]
可选的，预设靶面温度范围为用户想要获取响应率的靶面温度范围。例如
‑
20℃～60℃。
[0066]
函数曲线在极点处一阶导数为0，拐点处二阶导数为0。极点在数学上指曲线的最大值或最小值，若曲线存在极点，则表示该曲线非单调递增或单调递减曲线。拐点在数学上指改变曲线向上或向下方向的点，若曲线存在拐点，则意味着该曲线非单调递增或单调递减曲线。而根据红外探测器的响应率的物理特性可知，响应率曲线随着靶面温度的上升呈单调递减趋势，因此合格的响应率拟合曲线应为单调递减曲线，且在预设靶面温度范围内不应有极点。
[0067]
示例性的，以拟合曲线为三阶曲线为例，拐点和极点的计算公式分别如下：
[0068]
k
″
(t)＝6a
·
t 2b
[0069]
k
′
(t)＝3a
·
t2 2b
·
t c
[0070]
经求解，拐点的横坐标为
‑
b/3a，极点的横坐标计算方法如下：
[0071][0072]
其中，none表示无极点。
[0073]
因此，以拐点为例，当靶面温度等于
‑
b/3a时，响应率的拟合曲线出现拐点。若该拐点落入预设靶面温度范围内，例如
‑
20℃≤
‑
b/3a≤60℃，则表示拟合曲线不合格，需要修正拟合曲线。
[0074]
可选的，修正拟合曲线可以包括：
[0075]
去除多组测试数据中的异常数据。对去除异常数据后的多组测试数据分别对应的靶面温度下的响应率进行拟合，得到修正后的响应率拟合曲线。
[0076]
可选的，根据响应率曲线应随靶面温度的上升呈单调递减趋势这一特征来判断测试数据是否为异常数据。
[0077]
具体的，响应率代表了红外探测器对接收到的红外辐射的响应程度，通过转换接收到的红外辐射得到的测试数据代表了响应程度的大小，由此可知，响应率与测试数据的大小呈正相关，即测试数据也应随着靶面温度的上升呈单调递减趋势。因此，若多组测试数
据中某组或某组中某个测试数据不符合单调递减趋势，则视为异常数据并去除。例如，若某个测试数据比前后测试数据都大或都小，则将该测试数据去除。
[0078]
通过测试数据在理论上的增减趋势判断获取的测试数据是否异常，从而及时的剔除异常数据，提高了响应率拟合曲线的准确性，提高了响应率的准确性。
[0079]
可选的，去除多组测试数据中的异常数据也可以在s101之后，s102之前进行。在计算响应率之前去除异常数据，提高了响应率拟合曲线的准确性。
[0080]
可选的，修正拟合曲线还可以包括：
[0081]
重新执行上述获取多组测试数据和每组测试数据对应的靶面温度的步骤，对重新获取的多组测试数据分别对应的靶面温度下的响应率进行拟合，得到修正后的响应率拟合曲线。
[0082]
应理解，两种修正拟合曲线的方式可以任选其一，也可以互相配合使用。例如，可以去除多组测试数据中的异常数据，可以重新执行上述获取多组测试数据和每组测试数据对应的靶面温度的步骤，也可以在重新执行上述获取多组测试数据和每组测试数据对应的靶面温度的步骤后去除多组测试数据中的异常数据，还可以在s101之后，s102之前去除多组测试数据中的异常数据，在这种情况下若拟合曲线在预设靶面温度范围内存在拐点或极点，则通过重新执行上述获取多组测试数据和每组测试数据对应的靶面温度的步骤来修正响应率拟合曲线。本技术实施例对此不做限制。
[0083]
通过重新获取测试数据可以直接更新测试数据并重新拟合多组测试数据分别对应的靶面温度下的响应率，省去探究异常数据的步骤，在异常数据不好发现时也可以直接通过新的测试数据覆盖，达到修正拟合曲线的目的。
[0084]
可选的，在获取响应率拟合曲线或修正后的响应率拟合曲线之后，还可以根据预设靶面温度范围和响应率拟合曲线或修正后的响应率拟合曲线得到预设靶面温度范围下的红外探测器的响应率。
[0085]
可选的，在获取响应率拟合曲线或修正后的响应率拟合曲线之后，终端设备可以显示响应率拟合曲线或修正后的响应率拟合曲线，用户可以通过取点操作得到该点对应的靶面温度和响应率。通过取点操作可以直接得到想要了解的点的靶面温度和响应率，通过将拟合曲线显示可以使用户更直观的观察响应率曲线。
[0086]
图3示出了本技术实施例提供的红外探测器的响应率的获取装置的结构框图。如图3所示，本实施例提供的红外探测器的响应率的获取装置，可以包括：
[0087]
获取数据模块301，用于获取多组测试数据和每组所述测试数据对应的靶面温度，每组所述测试数据包括红外探测器在对应的靶面温度下基于两个预设黑体的红外辐射得到的电压数据，所述多组测试数据分别对应的靶面温度不同，所述两个预设黑体具有预设温度差值；
[0088]
响应率计算模块302，用于对于每组所述测试数据，计算所述测试数据包括的电压数据的差值，根据所述差值和所述预设温度差值，得到在所述测试数据对应的靶面温度下的响应率。
[0089]
可选的，响应率计算模块302，具体用于：
[0090]
将所述差值与所述预设温度差值的比值确定为所述测试数据对应的靶面温度下的响应率。
[0091]
可选的，响应率计算模块302，具体用于：
[0092]
将所述差值与所述预设温度差值的比值确定为中间响应率；
[0093]
将所述中间响应率与基准响应率的比值确定为所述测试数据对应的靶面温度下的响应率；其中，所述基准响应率为多组测试数据分别对应的靶面温度中目标靶面温度对应的中间响应率。
[0094]
可选的，本实施例提供的红外探测器的响应率的获取装置，还可以包括：
[0095]
曲线拟合模块303，用于对所述多组测试数据分别对应的靶面温度下的响应率进行拟合，得到响应率拟合曲线。
[0096]
可选的，曲线拟合模块303，还可以用于：
[0097]
判断所述拟合曲线在预设靶面温度范围内是否存在拐点或极点；
[0098]
若存在所述拐点或所述极点，则修正所述拟合曲线。
[0099]
可选的，曲线拟合模块303，具体用于：
[0100]
去除所述多组测试数据中的异常数据；
[0101]
对去除异常数据后的所述多组测试数据分别对应的靶面温度下的响应率进行拟合，得到修正后的响应率拟合曲线。
[0102]
可选的，曲线拟合模块303，具体还用于：
[0103]
重新执行上述获取多组测试数据和每组所述测试数据对应的靶面温度的步骤，对重新获取的多组测试数据分别对应的靶面温度下的响应率进行拟合，得到修正后的响应率拟合曲线。
[0104]
可选的，本实施例提供的红外探测器的响应率的获取装置，还可以包括：
[0105]
显示模块，用于显示响应率拟合曲线或修正后的响应率拟合曲线。
[0106]
本实施例提供的红外探测器的响应率的获取装置，用于执行本技术方法实施例提供的红外探测器的响应率的获取方法，技术原理和技术效果相似，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
[0107]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0108]
本技术实施例还提供了一种终端设备，图4为本技术实施例提供的一种终端设备的结构示意图，如图4所示，该终端设备4包括：至少一个处理器40、存储器41以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序42，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述任意方法实施例中的步骤。
[0109]
可选的，终端设备4还可以包括显示器。
[0110]
本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述任意方法实施例中的步骤。
[0111]
本领域技术人员可以理解，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(read
‑
only memory，rom)、可编程rom(programmable read
‑
only memory，prom)、电可编程rom(erasable programmable read
‑
only memory，eprom)、电可擦除可编程rom(electrically erasable programmable read only memory，eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(static random
‑
access memory，sram)、动态ram(dynamic random access memory，dram)、同步dram(synchronous dynamic random
‑
access memory，sdram)、双数据率sdram(double data rate sdram，ddrsdram)、增强型sdram(enhanced synchronous dram，esdram)、同步链路dram(sync link dram，sldram)、存储器总线直接ram、直接存储器总线动态ram(direct rambus dram，drdram)、以及存储器总线动态ram(rambus dram，rdram)等。
[0112]
以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。