一种用于宽温度区间的制冷红外热像仪非均匀性校正方法与流程

1.本发明涉及制冷红外热像仪技术领域，具体涉及一种用于宽温度区间的制冷红外热像仪非均匀性校正方法。


背景技术：

2.由于制冷红外热像仪的各个像元响应不一致，会导致形成固定的图像噪声，也称为非均匀性。长时间工作或者环境温度发生变化时，非均匀性也会发生变化。为了提高制冷红外热像仪的温度分辨能力和图像质量，需要对红外热像仪进行非均匀性校正。
3.常用的非均匀性校正方法主要是温度定标校正法和自适应校正法。温度定标校正法发展比较成熟，实施容易而得到广泛的应用；温度定标校正法采集制冷红外热像仪高低温下的图像数据，计算校正参数并保存，但随着环境温度变化适应性较差，由于红外热像仪输出特性行并不是完全线性，在不同温度区间下输出线性度不同，热像仪输出线性度较差且难适应宽温度区间，非均匀性较差输出效果不佳；自适应校正法不需要温度定标和校正系数的定期更新，克服了温度定标法的不足，然而工程实现难度大，目前尚处于实验室研究阶段。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种用于宽温度区间范围的制冷红外热像仪非均匀性校正方法，能够提高非均匀性校正的工程实现性和环境适应性。
5.本发明的用于宽温度区间的制冷红外热像仪非均匀性校正方法，将制冷红外热像仪的工作环境温度范围划分为多个子区间；将制冷红外热像仪置于温箱中，分别在所述子区间内进行不同温度下的成像；其中，制冷红外热像仪采用相同的积分时间进行同一子区间内的成像；其中所述积分时间为该子区间低温下限对应的积分时间；根据子区间内的成像数据获得本子区间的校正参数；
6.制冷红外热像仪根据其工作环境温度，选择校正时对应子区间的积分时间进行成像，并采用该子区间的校正参数对成像结果进行校正。
7.较优的，分别在子区间的低温下限和高温上限进行成像。
8.较优的，所述积分时间为：在子区间低温下限温度点，当输出图像的像素均值为最大值的一半时，制冷红外热像仪的积分时间。
9.较优的，将制冷红外热像仪的工作温度范围进行均分，得到多个子区间。
10.较优的，所述子区间的温差为20℃。
11.较优的，采用如下方式进行参数校正：
12.校正增益参数：
13.校正偏置参数：
14.校正后的图像为：y(i，j)＝g(i，j)
·
x(i，j) o(i，j)
15.其中(i，j)∈(t，w)，t，w分别为图像高度和宽度；x(i，j)为图像的第i行第j列像元的像素值；下标l和h分别表示在温度l和温度h下的图像数据；表示图像的像素均值，g(i，j)为增益参数，o(i，j)为偏置参数，y(i，j)为校正之后的图像。
16.有益效果：
17.本发明首先将宽温度区间划分为不同温度子区间，然后在温度子区间内，用同一个积分时间进行不同温度下的成像，本子区间其他温度下成像时，虽然损失了成像质量，但是，确保该区间下的图像线性度，通过校正参数修正使图像在该温度区间下均匀。
18.本发明解决了制冷红外热像仪随温度变化，非均匀性较差，图像输出质量不佳的问题；根据温度传感器检测到的温度将红外热像仪的积分时间和校正参数切换到对应温度区间，使热像仪工作在不同的温度区间下输出均匀的图像，且校正数学模型简单，参数少，易于工程实现，为提高红外热像仪的温度分辨能力和图像质量提供了更好的支持。
附图说明
19.图1为宽温度区间的制冷红外热像仪非均匀性校正方法框图。其中，
20.g1,o1,g2,o2g3,o3,g4,o4g5,o5表示校正计算结果增益和偏置。
21.int1,int2,int3,int4,int5表示积分时间。
22.x
l1
,x
l2
,x
l3
,x
l4
,x
l5
表示采集的低温图像参数。
23.x
h1
,x
h2
,x
h3
,x
h4
,x
h5
表示采集的高温图像参数。
24.图2为本发明宽温度区间的制冷红外热像仪非均匀性校正方法的流程图。
具体实施方式
25.下面结合附图1-2并举实施例，对本发明进行详细描述。
26.在本实例中，对于(-40℃，60℃)的宽温度区间内的制冷红外摄像仪进行校正，步骤如下：
27.步骤1、将带有温度传感器的制冷红外热像仪固定到结构工装上，并放入高低温箱中。
28.步骤2、调整制冷红外热像仪的位置，使红外热像仪像面窗口对准高低温箱箱壁，然后给制冷红外热像仪上电。以温差20为步长，对宽温区进行划分，得到各温度子区间。
29.步骤3、针对子区间[-40,-20]，将高低温箱温度设置为-40℃，然后将制冷红外热像仪的积分时间调节至积分时间int1，采集红外热像仪原始图像数据作为低温数据，然后将高低温箱温度设置为-20℃，在相同的积分时间int1下采集红外热像仪原始图像数据作为高温数据，根据采集的高温数据和低温数据，计算出校正参数，并进行保存。所述积分时间int1为红外热像仪在子区间低温下限-40℃的积分时间。其中，所述积分时间具体为：根据热像仪的输出特性，在温度区间的低温下限调节积分时间，当热像仪输出的图像均值为热像仪输出最大值的一半时，对应的积分时间即为热像仪在该子区间的积分时间。其中，也可以在同样的积分时间int1下，采集[-40,-20]区间内其他不同温度下的数据参与校对。
[0030]
步骤4、针对子区间[-20,0]，将高低温箱温度设置为-20℃，然后将制冷红外热像仪的积分时间调节至积分时间int2，采集红外热像仪原始图像数据作为低温数据，然后将高低温箱温度设置为0℃，在相同的积分时间int2下采集红外热像仪原始图像数据作为高
温数据，根据采集的高温数据和低温数据，计算出校正参数，并进行保存。所述积分时间int2为红外热像仪在子区间低温下限-20℃的积分时间。同样的，也可以在同样的积分时间int2下，采集[-20,0]区间内其他不同温度下的数据参与校对。
[0031]
步骤5、针对子区间[0,20]，将高低温箱温度设置为0℃，然后将制冷红外热像仪的积分时间调节至积分时间int3，采集红外热像仪原始图像数据作为低温数据，然后将高低温箱温度设置为20℃，在相同的积分时间int3下采集红外热像仪原始图像数据作为高温数据，根据采集的高温数据和低温数据，计算出校正参数，并进行保存。所述积分时间int3为红外热像仪在子区间低温下限0℃的积分时间。同样的，也可以在同样的积分时间int3下，采集[0,20]区间内其他不同温度下的数据参与校对。
[0032]
步骤6、针对子区间[20,40]，将高低温箱温度设置为20℃，然后将制冷红外热像仪的积分时间调节至积分时间int4，采集红外热像仪原始图像数据作为低温数据，然后将高低温箱温度设置为40℃，在相同的积分时间int4下采集红外热像仪原始图像数据作为高温数据，根据采集的高温数据和低温数据，计算出校正参数，并进行保存。所述积分时间int4为红外热像仪在子区间低温下限20℃的积分时间。同样的，也可以在同样的积分时间int4下，采集[20,40]区间内其他不同温度下的数据参与校对。
[0033]
步骤7、针对子区间[40,60]，将高低温箱温度设置为40℃，然后将制冷红外热像仪的积分时间调节至积分时间int5，采集红外热像仪原始图像数据作为低温数据，然后将高低温箱温度设置为60℃，在相同的积分时间int5下采集红外热像仪原始图像数据作为高温数据，根据采集的高温数据和低温数据，计算出校正参数，并进行保存。所述积分时间int5为红外热像仪在子区间低温下限40℃的积分时间。同样的，也可以在同样的积分时间int5下，采集[40,60]区间内其他不同温度下的数据参与校对。
[0034]
步骤8、将高低温箱温度恢复至常温(25℃)，然后将温度范围和对应的积分时间保存到制冷红外热像仪中，保存完成后给红外热像仪断电。
[0035]
步骤9、重新上电，红外热像仪根据温度传感器检测到的环境温度，采用该环境温度所在子区间所对应的积分时间进行成像，并采用该子区间的参数对成像进行校准。
[0036]
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。