CN103792011B - 一种自适应红外热像仪温漂补偿方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种自适应红外热像仪温漂补偿方法及装置，利用非易失性存储器的特性，在热成像系统每次进行补偿校正时将其校正参数保存，在探测器工作温度发生变化时，热成像系统自适应地检测非易失性存储器中数据，以此作为一次判断当前是否需要启动挡片计算补偿系数，再辅以非均匀性计算单元进行二次判断，决定是否需要重新启动挡片计算补偿系数并更新非易失性存储器中的补偿系数。本发明降低了由补偿校正引起的挡片频繁启动动作，对红外热成像系统开机阶段的频繁启动挡片的现象的改进尤为明显。利用两次判别的方法来决定是否启动挡片计算非均匀补偿系数，降低了由于一次判断引起的误判，提高了系统的鲁棒性。

Description

一种自适应红外热像仪温漂补偿方法及装置
技术领域
本发明涉及到红外热像装置，特别是涉及一种自适应红外热像仪温漂补偿方法及装置。
背景技术
非制冷型红外焦平面阵列探测器以其体积小、重量轻、功耗低和高性价比等特点，在军事、工业、医疗等多个领域得到广泛应用。但由于它脱离了制冷设备，使得探测器自身工作状态的变化导致非均匀性的变化。这种非均匀特性不能通过热成像设备预先设置好的两点或多点非均匀校正电路消除，因此在绝大多数的热成像设备中都引入了挡片。其作用是当探测器工作温度发生一定的变化后，由挡片挡住探测器以提供一个环境黑体，基于这个环境黑体，再由热成像系统的图像处理单元对探测器进行一点校正，也叫做环境温度补偿或温漂补偿校正。
然而这种一点校正补偿方法带来了由于探测器工作状态发生较快变化时产生的频繁校正动作，特别是当红外热成像系统在刚开机阶段探测器的工作温度变化尤为剧烈，影响了观察的同时也丢失了数据，不可避免地在补偿校正过程中形成画面停顿，造成观察盲区。
因此基于无挡片技术的红外热成像系统是当前研究的热点并已形成产品，然而当前无挡片技术尚未成熟，这类产品普遍成像质量不高，主要现象有细节模糊、图像拖影和最小可分辨温差降低等，影响了这类产品的推广。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的缺陷提供一种自适应红外热像仪温漂补偿方法及装置，对传统基于挡片的非均匀性补偿校正进行改进，利用非易失性存储器对探测器在不同工作温度下补偿系数的反复存储学习，降低校正动作的频繁程度，减少画面停顿现象。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种自适应红外热像仪温漂补偿方法，包括下述步骤：
(1)在非易失性存储器中存储与各个工作温度相对应的温度补偿系数；
(2)检测探测器工作温度是否发生变化并记录量化后的当前工作温度，转步骤(3)；
(3)进行一次判断，检测非易失性存储器中是否存在针对该工作温度的补偿系数，如果是转步骤(4)，否则转步骤(5)；
(4)进行二次判断，利用非易失性存储器中的补偿系数进行非均匀性补偿校正，由非均匀性计算单元根据校正后的非均匀程度判断补偿效果是否良好，如果是转步骤(6)，否则转步骤(5)；
(5)启动挡片计算非均匀补偿系数，并更新非易失性存储器内的工作温度相对应的温度补偿系数，转步骤(6)；
(6)利用当前非易失性存储器的补偿系数进行非均匀性补偿校正。
其进一步特征在于：所述步骤(4)中的校正后的非均匀程度计算方法为利用图像局部区域的相似度计算由非均匀性带来的数据突变程度，针对整幅图像对局部突变程度进行累加。
一种自适应红外热像仪温漂补偿装置，其特征在于：其包括工作温度检测单元、补偿系数计算单元、FLASH控制单元、判别器一、判别器二、挡片启动单元、非均匀性补偿校正单元、非均匀性计算单元；
所述工作温度检测单元用于检测当前探测器工作温度并量化记录，作为判别器一的输入；
所述判别器一用于判别工作温度检测单元提供的当前量化后的工作温度情况下，FLASH中是否已经存在非均匀补偿系数，如果不存在则执行挡片启动单元，否则不执行；
所述非均匀计算单元用以计算有非均匀校正单元校正后的非均匀程度，作为判别器二的依据；
所述判别器二对校正后的图像数据的非均匀程度进行判断，如果非均匀程度未达到理想程度则执行挡片启动单元，否则不执行；
所述挡片启动单元，用以驱动挡片开始工作，遮挡探测器面元，为补偿系数计算单元创造环境黑体条件；
所述补偿系数计算单元在由挡片创造的环境黑体条件下，计算非均匀一点校正系数，即温漂补偿系数；
所述FLASH控制单元，包括FLASH，其作用一是为判别器一提供FLASH中特定探测器工作温度下补偿系数是否存在的信息；二是将补偿系数计算单元产生的补偿系数写入FLASH；三是读取特定探测器工作温度下FLASH中补偿系数，送给非均匀性补偿校正单元；
所述非均匀性补偿校正单元，利用FLASH控制单元提供的补偿系数对输入图像数据进行一点补偿运算，结果输出至后续红外热像处理装置。
本发明基于挡片技术，在探测器工作温度不断发生变化的过程当中，对非易失性存储器中的补偿系数进行一次判断，再利用非均匀性计算单元对补偿效果进行二次判断，来决定是否需要启动挡片进行非均匀补偿系数的更新，以此降低了由补偿校正引起的挡片频繁启动动作，对红外热成像系统开机阶段的频繁启动挡片的现象的改进尤为明显。
利用两次判别的方法来决定是否启动挡片计算非均匀补偿系数，降低了由于一次判断引起的误判，提高了系统的鲁棒性。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
图2为本发明装置架构框图。
具体实施方式
如图1所示一种自适应红外热像仪温漂补偿方法，将与各个工作温度相对应的温度补偿系数存储在非易失性存储器(FLASH)中，其具体步骤如下：
1、检测探测器工作温度是否发生变化并记录量化后的当前工作温度，转步骤2；
2、进行一次判断，检测非易失性存储器中是否存在针对该工作温度的补偿系数，如果是转3，否则转步骤4；
3、进行二次判断，利用非易失性存储器中的补偿系数进行非均匀性补偿校正，由非均匀性计算单元判断补偿效果是否良好，如果是转步骤5，否则转步骤4；
4、启动挡片计算非均匀补偿系数，并更新非易失性存储器，转步骤5。
5、利用当前非易失性存储器的补偿系数进行非均匀性补偿校正。
如图2所示一种自适应红外热像仪温漂补偿装置，包括工作温度检测单元S100、补偿系数计算单元S401、FLASH控制单元S500、判别器一S200、判别器二S301、挡片启动单元S400、非均匀性补偿校正单元S501、非均匀性计算单元S300。
1、工作温度检测单元S100检测当前探测器工作温度并量化记录，针对不同温度的FLASH中非均匀补偿系数与工作温度检测单元S100的量化级一一对应。
2、判别器一S200判别由工作温度检测单元S100提供的当前量化后的工作温度情况下，FLASH中是否已经存在非均匀补偿系数，如果不存在则执行挡片启动单元S400，否则不执行。
3、非均匀计算单元S300用以计算有非均匀校正单元S501校正后的非均匀程度。其实现方法为利用图像局部区域的相似度计算由非均匀性带来的数据突变程度，针对整幅图像对局部突变程度进行累加，作为判别器二S301的依据。
4、判别器二S301对校正后的图像数据的非均匀程度进行判断，如果非均匀程度未达到理想程度则执行挡片启动单元S400，否则不执行。判别器二S301是针对判别器一S200错判状态下的一种补充，用以检验当前FLASH中补偿系数是否真实可靠。
5、挡片启动单元S400，用以驱动挡片开始工作，遮挡探测器面元，为补偿系数计算单元S401创造环境黑体条件。
6、补偿系数计算单元S401在由挡片创造的环境黑体条件下，计算非均匀一点校正系数，即温漂补偿系数。
7、FLASH控制单元S500，一是为判别器一S200提供FLASH中特定探测器工作温度下补偿系数是否存在的信息；二是将补偿系数计算单元S400产生的补偿系数写入FLASH；三是读取特定探测器工作温度下FLASH中补偿系数，送给非均匀性补偿校正单元S501。
8、非均匀性补偿校正单元S501，利用FLASH控制单元S500提供的补偿系数对输入图像数据进行一点补偿运算，结果输出至后续红外热像处理装置。
本发明利用非易失性存储器(如FLASH)的特性，在热成像系统每次进行补偿校正时将其校正参数保存，在探测器工作温度发生变化时，热成像系统自适应地检测非易失性存储器中数据，以此作为一次判断当前是否需要启动挡片计算补偿系数，再辅以非均匀性计算单元进行二次判断，决定是否需要重新启动挡片计算补偿系数并更新非易失性存储器中的补偿系数。

Claims (3)

1.一种自适应红外热像仪温漂补偿方法，包括下述步骤：
（1）在非易失性存储器中存储与各个工作温度相对应的温度补偿系数；
（2）检测探测器工作温度是否发生变化并记录量化后的当前工作温度，转步骤（3）；
（3）进行一次判断，检测非易失性存储器中是否存在针对该工作温度的补偿系数，如果是转步骤（4），否则转步骤（5）；
（4）进行二次判断，利用非易失性存储器中的补偿系数进行非均匀性补偿校正，由非均匀性计算单元根据校正后的非均匀程度判断补偿效果是否良好，如果是转步骤（6），否则转步骤（5）；
（5）启动挡片计算非均匀补偿系数，并更新非易失性存储器内的工作温度相对应的温度补偿系数，转步骤（6）；
（6）利用当前非易失性存储器的补偿系数进行非均匀性补偿校正。
2.根据权利要求1所述的自适应红外热像仪温漂补偿方法，其特征在于：所述步骤（4）中的校正后的非均匀程度计算方法为利用图像局部区域的相似度计算由非均匀性带来的数据突变程度，针对整幅图像对局部突变程度进行累加。
3.一种自适应红外热像仪温漂补偿装置，其特征在于：其包括工作温度检测单元、补偿系数计算单元、FLASH控制单元、判别器一、判别器二、挡片启动单元、非均匀性补偿校正单元、非均匀性计算单元；
所述工作温度检测单元用于检测当前探测器工作温度并量化记录，作为判别器一的输入；
所述判别器一用于判别工作温度检测单元提供的当前量化后的工作温度情况下，FLASH中是否已经存在非均匀补偿系数，如果不存在则执行挡片启动单元，否则不执行；
所述非均匀计算单元用以计算有非均匀校正单元校正后的非均匀程度，作为判别器二的依据；
所述判别器二对校正后的图像数据的非均匀程度进行判断，如果非均匀程度未达到理想程度则执行挡片启动单元，否则不执行；
所述挡片启动单元，用以驱动挡片开始工作，遮挡探测器面元，为补偿系数计算单元创造环境黑体条件；
所述补偿系数计算单元在由挡片创造的环境黑体条件下，计算非均匀一点校正系数，即温漂补偿系数；
所述FLASH控制单元，包括FLASH，其作用一是为判别器一提供FLASH中探测器工作温度下补偿系数是否存在的信息；二是将补偿系数计算单元产生的补偿系数写入FLASH；三是读取探测器工作温度下FLASH中补偿系数，送给非均匀性补偿校正单元；
所述非均匀性补偿校正单元，利用FLASH控制单元提供的补偿系数对输入图像数据进行一点补偿运算，结果输出至后续红外热像处理装置。
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