一種短波紅外探測器非均勻校正方法及裝置的製作方法
2023-05-23 13:56:46
專利名稱：一種短波紅外探測器非均勻校正方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種短波紅外探測器非均勻校正方法及裝置，屬於圖像處理技術領域。
背景技術：
近年來紅外成像系統已經廣泛應用於紅外前視、紅外搜索跟蹤等多個領域。短波紅外是指1. O 2. 5 μ m的紅外波段，與中波、長波紅外成像不同的是，短波紅外成像主要利用室溫景物反射環境中的短波紅外輻射特性來實現探測。綠色植物對短波紅外的反射能力比對可見光要強。部分礦物在短波紅外波段有強吸收峰。由於其特點，短波紅外對於植被、 巖石、雲層探測方面有重要作用。短波紅外探測在辨別軍事偽裝方面也有獨特優勢。基於以上特點，短波紅外成像可以提供可見光、微光夜視、中波、長波紅外成像所不能提供的信息， 有其重要意義。短波紅外探測器與中波、長波具有一樣都具有非均勻性的問題，成像系統都必須對其非均勻性進行校正，但是不同的是短波紅外的響應已經接近可見光範圍，已經無法採用定標黑體對其進行非均勻校正，因此需要針對短波紅外探測器特性設計新的短波紅外非均勻校正方法。發明內容
本發明的目的是提供一種短波紅外探測器非均勻校正方法和裝置，以解決短波紅外探測器非均勻性的問題。
本發明為解決上述技術問題而提供一種短波紅外探測器非均勻校正方法，該校正方法的步驟如下
I).為短波紅外探測器提供非均勻校正的標準輻射源；
2).將輻射源輻射出的標準面元匯聚到短波紅外探測器的焦平面上；
3).計算短波紅外探測器的非均勻校正係數；
4).利用計算出的非均勻校正係數對短波紅外探測器進行實時非均勻校正。
所述的步驟4)在進行實時非均勻校正的同時還需對短波紅外圖像進行盲元查找替換。
所述的步驟2)中是通過改變光闌的大小來控制短波紅外探測器焦平面上接收到的輻射通量。
所述的步驟3)中非均勻校正係數的計算是通過採用圖像凍結的方式靜態採集單幀紅外圖像的響應或者多幀紅外圖像響應的平均值來完成的。
所述的步驟4)在進行非均勻校正時採用的是流水線的方式，通過對短波紅外探測器焦平面的每個像元的響應依次與其對應位置點的非均勻校正係數進行運算。
本發明為解決 上述技術問題還提供一種短波紅外探測器校正裝置，該校正裝置包括
積分球，用於為短波紅外探測器提供非均勻校正的標準輻射源；
光學鏡頭，用於將積分球輻射出的標準面元匯聚到短波紅外探測器的焦平面上；
非均勻校正電路，包括校正係數計算模塊和實時校正模塊，分別用於計算短波紅 外探測器的非均勻校正系和對短波紅外探測器進行實時非均勻校正。
所述的非均勻校正電路還包括盲元查找替換模塊，用於對短波紅外圖像進行盲元查找替換。
所述的光學鏡頭是通過改變其光闌的大小來控制短波紅外探測器焦平面接收到 的輻射通量。
所述的校正係數計算模塊是是通過採用圖像凍結的方式靜態採集單幀紅外圖像 的響應或者紅外圖像響應的平均值來進行紅外圖像非均勻校正係數的計算。
所述的實時校正模塊採用流水線的方式進行非均勻校正，通過對短波紅外探測器 焦平面的每個像元的響應依次與其對應位置點的非均勻校正係數進行運算。
本發明的有益效果是本發明通過非均勻校正的標準輻射作為短波紅外探測器 的輻射源，同時採用光闌控制短波紅外探測器接收的輻射通量，為非均勻校正提供標準輸 入，最後通過流水線模方式進行非均勻校正係數的計算和校正，提高了短波紅外探測器的 非均勻校正效果，本發明結構簡單，易實現，效果好。
圖1是本發明的短波紅外探測器非均勻校正裝置的構造圖2是本發明的短波紅外探測器非均勻校正裝置中非均勻校正電路的示意圖3是本發明的短波紅外探測器非均勻校正裝置中非均勻校正電路的原理圖4是本發明的短波紅外探測器非均勻校正方法的流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體的實施方式做進一步說明。
本發明的一種短波紅外探測器非均勻校正方法的實施例
本發明的一種短波紅外探測器非均勻矯正方法，該方法的步驟如圖3所示，其具 體過程如下
1.為短波紅外探測器提供非均勻校正的標準輻射源輸入，例如，使用積分球作為 短波紅外探測器的輻射源。
2.利用短波紅外光學鏡頭匯聚積分球輸出的標準面元輻射到短波紅外探測器的 焦平面上，通過改變短波紅外光學鏡頭內光闌的大小來控制匯聚到短波紅外探測器焦平面 的輻射通量。
3.利用FPGA內部SOPC軟核對短波紅外非均勻校正係數的進行計算，通過採用圖 像凍結的方式靜態採集單幀紅外圖像的響應依次與其對應位置點的非均勻校正係數進行運算。
4.採用流水線的方式對短波紅外探測器焦平面的每個像元的響應依次與其對應 位置點的非均勻校正係數進行運算，同時採用FPGA模塊進行盲元查找和替換採用中值濾 波的方式查找短波紅外圖像的盲元。
本發明的一種短波紅外探測器非均勻校正裝置的實施例
如圖1所示，該校正裝置包括積分球、光學鏡頭和非均勻校正電路，積分球為短波 紅外探測器提供非均勻校正的標準輻射源，光學鏡頭匯聚積分球輸出的標準面元輻射到短 波紅外探測器的焦平面上，非均勻校正電路如圖2所示，包括校正係數計算模塊、實時校正 模塊和盲元替換查找模塊，其原理如圖3所示。
短波紅外探測器非均勻校正分為實時處理流程和係數計算流程兩種工作狀態，系 數計算流程中預處理裝置採用SOPC軟核完成非均勻校正係數計算並將校正係數的計算結 果寫入校正係數存儲器。實時處理流程首先實時校正模塊根據校正係數對紅外信號進行非 均勻校正，然後盲元查找替換模塊7採用3X3窗口中值濾波的方法確定盲元位置並用窗口 內9個像素的平均值替換盲元。
參照圖4，為保證系統工作的實時性，短波紅外探測器非均勻校正電路以每幀信號 的開始為起點進行工作。每幀信號開始後首先判斷上位機是否通過通信模塊發送模式切換 命令，若收到模式切換命令，採用SOPC軟核的非均勻校正係數計算裝置立刻通過圖像凍結 裝置禁止存儲器的寫入，然後根據存儲器內的數據進行非均勻校正係數的計算，計算完成 後返回到幀查詢位置等待下一幀到來；若沒有收到模式切換命令則依次執行實時模式下的 各項操作。
權利要求
1.一種短波紅外探測器非均勻校正方法，其特徵在於該校正方法的步驟如下1).為短波紅外探測器提供非均勻校正的標準輻射源；2).將輻射源輻射出的標準面元匯聚到短波紅外探測器的焦平面上；3).計算短波紅外探測器的非均勻校正係數；4).利用計算出的非均勻校正係數對短波紅外探測器進行實時非均勻校正。
2.根據權利要求1所述的短波紅外探測器非均勻校正方法，其特徵在於所述的步驟 4)在進行實時非均勻校正的同時還需對短波紅外圖像進行盲元查找替換。
3.根據權利要求2所述的短波紅外探測器非均勻校正方法，其特徵在於所述的步驟2)中是通過改變光學系統內光闌的大小來控制短波紅外探測器焦平面上接收到的輻射通量。
4.根據權利要求3所述的短波紅外探測器非均勻校正方法，其特徵在於所述的步驟3)中非均勻校正係數的計算是通過採用圖像凍結的方式靜態採集單幀紅外圖像的響應或者多幀紅外圖像響應的平均值來完成的。
5.根據權利要求4所述的短波紅外探測器非均勻校正方法，其特徵在於所述的步驟4)在進行非均勻校正時採用的是流水線的方式，通過對短波紅外探測器焦平面的每個像元的響應依次與其對應位置點的非均勻校正係數進行運算。
6.一種短波紅外探測器非均勻校正裝置，其特徵在於該校正裝置包括積分球，用於為短波紅外探測器提供非均勻校正的標準輻射源；光學鏡頭，用於將積分球輻射出的標準面元匯聚到短波紅外探測器的焦平面上；非均勻校正電路，包括校正係數計算模塊和實時校正模塊，分別用於計算短波紅外探測器的非均勻校正系和對短波紅外探測器進行實時非均勻校正。
7.根據權利要求6所述的短波紅外探測器非均勻校正裝置，其特徵在於所述的非均勻校正電路還包括盲元查找替換模塊，用於對短波紅外圖像進行盲元查找替換。
8.根據權利要求7所述的短波紅外探測器非均勻校正裝置，其特徵在於所述的光學鏡頭是通過改變其光闌的大小來控制短波紅外探測器焦平面接收到的輻射通量。
9.根據權利要求8所述的短波紅外探測器非均勻校正裝置，其特徵在於所述的校正係數計算模塊是是通過採用圖像凍結的方式靜態採集單幀紅外圖像的響應或者紅外圖像響應的平均值來進行紅外圖像非均勻校正係數的計算。
10.根據權利要求9所述的短波紅外探測器非均勻校正裝置，其特徵在於所述的實時校正模塊採用流水線的方式進行非均勻校正，通過對短波紅外探測器焦平面的每個像元的響應依次與其對應位置點的非均勻校正係數進行運算。
全文摘要
本發明涉及一種短波紅外探測器非均勻校正方法及裝置，屬於圖像處理技術領域。本發明通過非均勻校正的標準輻射作為短波紅外探測器的輻射源，同時採用光闌控制短波紅外探測器接收的輻射通量,為非均勻校正提供標準輸入，最後通過流水線模方式進行非均勻校正係數的計算和校正，提高了短波紅外探測器的非均勻校正效果，本發明結構簡單，易實現，效果好。
文檔編號G06T5/00GK103065280SQ20121054115
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月13日 優先權日2012年12月13日
發明者趙凱生, 汪江華, 潘曉東 申請人:中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所