一種去除溫漂的紅外非均勻性校正方法

2023-05-19 13:12:41 5

專利名稱：一種去除溫漂的紅外非均勻性校正方法
技術領域：
本發明涉及非致冷紅外探測技術領域，具體涉及一種去除溫漂的紅外非均勻性校 正方法。
背景技術：
紅外焦平面陣列是20世紀70年代末80年代初，在國防應用以及其它戰略與戰術 應用的推動下發展起來的。它是獲取景物紅外熱輻射信息的重要光電器件。除應用於傳統 的軍事成像外，還廣泛應用於工業自控、醫療診斷、化學過程監測、紅外天文學等領域。紅外探測器是紅外探測技術發展最活躍的領域，是紅外熱成像系統的重要組成部 分。目前比較成熟的光子型紅外探測器已經廣泛的應用到通信、醫學、軍事和工業等領域。紅外焦平面陣列(IRFPA)屬於第二代紅外成像器件，是現代紅外成像系統的核 心，相對於上代紅外成像系統，它具有結構簡單、工作穩定、噪聲等效溫差小、靈敏度高等優 點。但是由於受製作材料及製作工藝的限制，紅外焦平面陣列各像元的響應特性無法做到 完全一致，存在非均勻性，嚴重影響了紅外成像系統的探測靈敏度和空間解析度。因此，工 程中使用的紅外焦平面陣列都需要對非均勻性作出校正。紅外系統在理想情況下，紅外焦平面陣列受均勻輻射，輸出幅度應完全一樣。但實 際上，由於製作器件的半導體材料不均勻(雜質濃度、晶體缺陷、內部結構的不均勻性等)、 掩膜誤差、缺陷、工藝條件等影響下，其輸出幅度並不相同，這就是紅外焦平面陣列響應的 非均勻性。紅外非均勻性造成的原因有很多種，其中主要組成部分是熱像探測元自身的非均 勻性，另外紅外焦平面陣列外界輸入也會造成對非均勻的影響。如探測器的偏置電壓、偏置 電流的不同，也將造成輸出的不均勻性，主要表現為固定加性噪聲。目前，常用的紅外非均勻性校正技術有很多種，如基於定標的一點校正、兩點校正 非均勻算法，還有基於場景的時域高通濾波法、自適應的人工神經網絡法和均值濾波算法 等。雖然熱成像的非均勻性校正算法有很多種，但是目前還沒有找到一種適應性較強的算 法，各種非均勻校正算法都有它的不足。目前廣泛被應用於實踐的是一點定標校正算法和 兩點定標校正算法。但一點定標法的校正精度較低，兩點定標法的第二個定標點的選取存 在困難。一點校正法是最早的非均勻性校正算法，針對增益係數不均勻和偏置不均勻二種 情況，一點校正法也可分為兩種，分為增益係數不均勻的校正和偏置不均勻的校正。但是一 次只能滿足一點。採用對偏置的不均勻校正，一點校正原理是假定探測器光敏元的輸出信號與目標 的輻射通量呈線性關係，即Vij ( Φ ij) = Rij Φ ij+ θ Jj式中，Ctij——入射到第(i，j)個光敏元的輻射通量VijQij)——第(i，j)個光敏元的輸出電壓
Rij------第(i，j)個光敏元的響應率因子θ υ——第(i，j)個光敏元的截距因子所謂一點校正算法就是在均勻光輻射下，把各個像元的輸出信號校正為一致，即 在某一光輻照下，把不同的像元的輸出信號校正為某一信號，這個信號可以是此時的信號 平均值，也可以為此條件下的最大值等。一般取平均值。假定紅外焦平面面陣尺寸為S = MXN(M，N為正整數，分別表示面陣光敏元的行數和列數)，選取某溫度下的輻照度φ作為定 標點，對面陣所有光敏元的輸出信號Vu (Φ)，求平均值得
權利要求
1. 一種去除溫漂的紅外非均勻性校正方法，其特徵在於，包括以下步驟 步驟101，開始；步驟102，讀取低溫圖像，即是當黑體的溫度為Tl 在溫度Tl下，陣列平均響應電壓為
全文摘要
本發明公開了一種去除溫漂的紅外非均勻性校正方法，該方法先求兩點校正算法的校正增益和校正偏置，再求一點校正算法的校正偏置，求取一點校正算法的偏置參數時的圖像數據來自前面求得的兩點校正之後的數據。該方法具有成本低，校正動態範圍大，效果好，原理簡單的優點，以及在硬體方面很容易實現，效率高，準確等特點，適合應用於焦平面成像系統中。這種技術對紅外焦平面的均勻性是一種技術上的提升。對促進紅外焦平面成像系統的優良性能有了很大的幫助。
文檔編號G01J5/02GK102042878SQ20101051495
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月21日 優先權日2010年10月21日
發明者劉子驥, 姜宇鵬, 王然, 蔣亞東, 袁凱 申請人:電子科技大學