CN104964746A - 基于无快门的非制冷红外成像系统和非均匀性校正方法 - Google Patents

Abstract

基于无快门的非制冷红外成像系统和非均匀性校正方法，所述系统包括：光学镜头、红外探测器、现场可编程门阵列、模数转换器、存储器和图像编码器；光学镜头收集目标的光信号，红外探测器将光信号转换成模拟电压信号后，经过模数转换器转换输出给现场可编程门阵列；模数转换器对红外探测器输出的模拟信号进行采样后传输给现场可编程门阵列；现场可编程门阵列对数字信号进行处理并输出；所述方法首先采集系统对同一均匀目标背景的响应值；并计算红外焦平面阵列的衬底温度；然后根据背景值和衬底温度，计算当前状态下的背景值；最后使用一点校正，对图像进行非均匀性校正。本发明具有易实现、精度高的特点，可广泛应用于目前的非制冷红外成像系统中。

Description

基于无快门的非制冷红外成像系统和非均匀性校正方法

技术领域

本发明涉及一种非制冷红外成像系统和校正方法，特别是基于无快门的非制冷红外成像系统和非均匀性校正方法，在不需要机械快门的基础上，完成对非制冷红外成像系统的自适应非均匀性校正，属于红外成像技术领域。

背景技术

在理想情况下，焦平面阵列成像单元收到均匀辐照时，其输出幅度应完全一样。而实际上，由于红外探测器的加工工艺、材料、温度和偏置情况的不均匀性，其输出幅度并不相同，即在均匀的热辐射情况下，各个成像单元的响应输出并不一致，这就是红外系统的非均匀性。

如图2所示，典型的非制冷红外成像系统主要由光学系统、红外探测器模块、FlashPGA、存储器、快门组件和图像编码器组成。相比基于无快门的非制冷红外成像系统，非制冷红外系统多了快门组件，包括机械快门、电机和电机驱动器，主要用于完成一点校正。由于制造工艺和焦平面工作温度环境的问题，相比制冷红外系统，非制冷红外系统像元温漂现象更严重，非均匀性也更差，快门组件成为了现有非制冷红外系统很重要的部件。但是快门组件的使用，使得非制冷红外系统结构设计比较复杂，快门组件出现故障的几率较高，而且出现故障后会直接影响用户的正常使用，同时快门组件较差的抗震动冲击能力也成为了提高非制冷红外系统的整体抗震动冲击能力的瓶颈，限制了非制冷红外系统的应用范围。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了基于无快门的非制冷红外成像系统和非均匀性校正方法。本发明利用预先采集的小段内两个温度端点的目标响应基准图像和探测器衬底温度值，采取小范围内分段线性的思想，实现了对非制冷红外系统的背景值计算，通过纯软件计算的方式代替了必须借助硬件机械快门来实现一点校正。相比原有的系统，本发明的优点是结构设计简单，外观设计更小巧，轻便，功耗低，稳定性好，抗震动冲击能力强。

本发明的技术解决方案是：一种无快门非制冷红外成像系统，包括：光学镜头、红外探测器、现场可编程门阵列、模数转换器、存储器和图像编码器；

所述光学镜头用于收集目标的光信号并输出给红外探测器，所述红外探测器将接收到的光信号转换成模拟电压信号后，经过模数转换器转换输出给现场可编程门阵列；

所述现场可编程门阵列为红外探测器提供正常工作需要的驱动时序；

所述模数转换器根据现场可编程门阵列提供的AD采样时序，对红外探测器输出的模拟信号进行采样，转换成数字信号后传输给现场可编程门阵列；现场可编程门阵列利用存储器中预存的背景响应图像来实时计算背景值，对接收到的数字信号进行处理，并将处理结果通过图像编码器输出，所述处理包括非均匀性校正、滤波和直方图变换。

所述存储器包括非易失性存储器Flash和易失性存储器DDR，用于非均匀性校正，其中Flash用于存储预采集的背景响应图像，DDR用于处理数据的暂存。

所述图像编码器完成红外图像输出格式转换，所述输出格式包括模拟输出格式和数字输出格式，其中模拟输出格式包括PAL制式和N制式，数字输出格式为LVDS。

基于无快门非制冷红外成像系统的非均匀性校正方法，步骤如下：

(1)将无快门非制冷红外成像系统在高低温控制箱中，并对准一个均匀目标背景，在工作温度范围内每隔温度T℃，采集一次无快门非制冷红外成像系统的响应值，同时计算探测器衬底温度值Vtemp，并将不同温度下的响应值和探测器衬底温度值存储在外部存储器Flash中；所述T的取值范围为：T<＝5；

(2)无快门非制冷红外成像系统上电后，根据当前的衬底温度Vtemp′，查找衬底温度Vtemp′所在的温度区间段，从外部存储器Flash中获取当前衬底温度所处的温度段两端所对应的背景值BackGround1、BackGound2和衬底温度Vtemp1、Vtemp2；所述温度区间段由步骤(1)中的温度间隔T和无快门非制冷红外成像系统的工作范围确定；

(3)根据当前的衬底温度Vtemp′以及步骤(2)中获取的当前衬底温度所处的温度段两端所对应的背景值BackGround1、BackGound2和衬底温度Vtemp1、Vtemp2，计算当前状态下的背景值BackGround；具体由公式：

BackGround＝k*Vtemp′+b

给出，其中k和b分别为增益和偏置校正系数，由公式：

$k=\frac{BackGround2-BackGround1}{Vtemp2-Vtemp1}$

$b=BackGround1-\frac{BackGround2-BackGound1}{Vtemp2-Vtemp1}*Vtemp1$

给出；

(4)将数据从外部存储器Flash中读出，存储在外部存储器D中；

(5)实时查询当前的衬底温度Vtemp″，若|Vtemp″-Vtemp′|＞＝VSET，则进行背景计算，根据当前的衬底温度Vtemp″，查找衬底温度Vtemp″所在的温度区间段，从外部存储器D中获取当前衬底温度所处的温度段两端所对应的背景值BackGround1′、BackGound2′和相对应的衬底温度Vtemp1′、Vtemp2′；否则，当不进行背景计算，所述VSET为背景更新阀值；

(6)若衬底温度Vtemp″和衬底温度Vtemp′处于同一温度区间段，则采用步进量的方式计算衬底温度Vtemp″所对应的背景值，否则，利用步骤(3)中的方法计算衬底温度Vtemp″所对应的背景值BackGround′；

(7)利用步骤(6)中求得的背景值BackGround′，对图像进行非均匀性校正，具体由公式：

$V_i^{\&prime;}=V_i-{\mathrm{BackGround}}_i^{\&prime;}+\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{BackGround}}^{\&prime;}},i=1,2,\mathrm{...},M$

给出，其中由公式：

$\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{BackGround}}^{\&prime;}}=\left({\mathrm{\&Sigma;BackGround}}_i^{\&prime;}\right)/M,i=1,2,\mathrm{...},M$

给出，其中M为焦平面阵列探测器像元个数，BackGround′_i为第i个焦平面阵列探测器像元的背景值，V_i为第i个焦平面阵列探测器像元校正前数据，V′为第i个焦平面阵列探测器像元校正后的数据。

所述步骤(5)中其中VSET由公式：

VSET＝Vchange/P

给出，Vchange为温度变化T时探测器衬底的温度变化值，P为将温度间隔T均分的间隔数。

所述步骤(6)中采用步进量的方式计算衬底温度Vtemp″所对应的背景值，具体为：

将步骤(1)中提到的温度间隔T划分成P个间隔，测量可得温度变化T时探测器衬底温度变化值Vchange，在同一个温度区间内，探测器衬底温度每变化Vchange/P，背景值变换一个step值；

若衬底温度Vtemp″比衬底温度Vtemp′高n个T/P，则衬底温度Vtemp″所对应的背景值由公式：

BackGround′＝BackGound1′+n*step

给出，

若衬底温度Vtemp″比衬底温度Vtemp′低n个T/P，则衬底温度Vtemp″所对应的背景值由公式：

BackGround′＝BackGound1′-n*step

给出，

step具体由公式：

$step=\frac{1}{P}*(BackGround{2}^{\&prime;}-BackGround{1}^{\&prime;})$

给出。

本发明与现有带快门非制冷红外系统相比具有如下优点：

(1)本发明采用纯软件计算的方式代替了硬件快门组件的使用，省去了容易出现故障的机械挡片组件，降低了产品的故障率，省去了快门电机的使用，降低了产品的功耗。

(2)原有非制冷红外系统中，快门组件占用体积相对较大，尤其是机械挡片，打开和闭合需要的运动空间较大，其他的部件如电路板、电路板连接件均需要考虑不能与挡片位置干涉，否则挡片会卡住，图像显示会出现“残影”现象，严重影响用户使用。由于省去了快门组件占用的较大的体积，外观设计更小巧，更轻便。

(3)原有非制冷红外系统中，结构设计需要考虑快门组件与探测器组件、电路板之间结构关系、散热等，本发明不再需要考虑，大大简化了设计。

(4)原有非制冷红外系统中，机械快门是一个需要不断打开和关闭的可活动部件，决定了机械快门较差的抗震动冲击能力，而这一点已经成为提高非制冷红外系统整体抗震动冲击能力的瓶颈，本发明省去了快门组件的使用，大大增强了整体抗震动冲击的能力，扩大了非制冷红外系统的应用范围。

(5)原有非制冷红外系统一般是通过时间阀值或者人为观察启动一点校正，时间阀值的选择过长，会出现图像长时间非均匀性较差，影响用户观察，时间阀值的选择过短，会影响机械挡片的寿命。而本发明通过实时查询探测器衬底温度变化，达到衬底温度变化阀值时才启动背景更新，当环境温度变化剧烈，探测器衬底温度变化较快时，背景更新的间隔时间较短；当环境温度变化平缓，探测器衬底温度变化较慢时，背景更新的间隔时间较长，使非制冷红外成像系统具有自适应调节功能，省去了时间阀值的设置，也不需要人为干预校正，使图像质量始终保持在最佳状态。

(6)由于校正参数是实时更新的，而参数更新时采用的基准图像反映了探测器工作点和环境的变化，实验表明，本发明中的方法对由于时间、温度等造成的参数漂移有很好的改进效果。

附图说明

图1为基于无快门的非制冷红外成像系统的结构图；

图2为典型的非制冷红外成像系统的结构图；

图3为基于无快门的非制冷红外成像系统非均匀性校正方法实现流程图；

图4为基于无快门的非制冷红外成像系统原始图像；

图5为基于无快门的非制冷红外成像系统非均匀性校正后的图像。

具体实施方式

如图2所示为典型的非制冷红外成像系统的结构图，图1所示为本发明中基于无快门的非制冷红外成像系统的结构图，从图1可知，本发明提出的一种无快门非制冷红外成像系统，包括：光学镜头、红外探测器、现场可编程门阵列、模数转换器、存储器和图像编码器；

所述光学镜头用于收集目标的光信号并输出给红外探测器，所述红外探测器将接收到的光信号转换成模拟电压信号后，经过模数转换器转换输出给现场可编程门阵列；

所述现场可编程门阵列为红外探测器提供正常工作需要的驱动时序；

所述模数转换器根据现场可编程门阵列提供的AD采样时序，对红外探测器输出的模拟信号进行采样，转换成数字信号后传输给现场可编程门阵列；现场可编程门阵列利用存储器中预存的背景响应图像来实时计算背景值，对接收到的数字信号进行处理，并将处理结果通过图像编码器输出，所述处理包括非均匀性校正、滤波和直方图变换。所述图像编码器完成红外图像输出格式转换，所述输出格式包括模拟输出格式和数字输出格式，其中模拟输出格式包括PAL制式和N制式，数字输出格式为LVDS。

所述存储器包括非易失性存储器Flash和易失性存储器DDR，用于非均匀性校正，其中Flash用于存储预采集的背景响应图像，DDR用于处理数据的暂存。

Flash和DDR实际选取的容量大小与探测器像元规模和采样温度划分有关，像元规模越大和采样温度划分的越细，需要的Flash容量越大。

DDR用于上电后将各个温度点下的背景响应值，从Flash中“转运”到DDR中，因为DDR读写速度快，更有利于实时计算背景值。

无快门非制冷红外成像系统上电后，首先从Flash中读取该区间段两端的衬底温度值和背景值，采用直接计算背景方法计算开机背景值，然后将Flash中的所有温度点的背景响应值，写入到DDR中，之后的背景值计算均利用DDR中的数据。

如图1所示，采取分段线性的思路，利用预先采集的小段内两个温度端点的基准图像和探测器衬底温度值，可以计算得到当前状态下的背景值。同时，为了简化运算，探索了一种新的通过计算简单步进量加减法代替乘加运算的方法，实践证明，通过步进量的方法大大缩短了程序运算时间，优化了设计。

一、关键模块设计

1、直接计算背景

首先需要根据当前探测器的衬底温度值和存储器中存储的不同段的探测器衬底温度值，判断当前红外系统处于哪个工作段，同时选取出两端点的背景值BackGround1、BackGound2和探测器衬底温度值Vtemp1、Vtemp2、当前状态下探测器衬底温度值Vtemp。在细分的较小的温度范围内，红外系统对目标响应可以近似看作线性，线性公式如下图1，利用式1可以计算得到增益(式2)和偏置(式3)，带入式4可以计算得到当前状态下的背景。

BackGround1＝k*Vtemp1+b

                                                 (1)

BackGround2＝k*Vtemp2+b

$k=\frac{BackGround2-BackGround1}{Vtemp2-Vtemp1}---\left(2\right)$

$b=BackGround1-\frac{BackGround2-BackGound1}{Vtemp2-Vtemp1}*Vtemp1---\left(3\right)$

BackGround＝k*Vtemp+b    (4)

2、按步进量计算背景

实际应用中发现，按式(4)方法计算，每次都需要经过较为复杂的运算来计算k、b，然后代入式(4)进行一次乘加运算，严重影响计算速度，为了简化运算，采用了步进量加减的方法来简化以上运算。当连续两次温度变化均在同一个温度段内，如果当前探测器衬底温度Vtemp″较上次探测器衬底温度Vtemp′上升了一个温度细分点，则当前的背景值较上一次背景值增加一个step值，反之，如果当前探测器衬底温度Vtemp″较上次探测器温度Vtemp′下降了一个温度细分点，则当前的背景值较上一次背景值减小一个step值。将温度间隔T划分成P个间隔，测量可得温度变化T时探测器衬底温度变化值Vchange，在同一个温度区间内，探测器衬底温度每变化Vchange/P，背景值变换一个step值；

若衬底温度Vtemp″比衬底温度Vtemp′高n个T/P，则衬底温度Vtemp″所对应的背景值由公式：

BackGround′＝BackGound1′+n*step    (5)

给出，

若衬底温度Vtemp″比衬底温度Vtemp′低n个T/P，则衬底温度Vtemp″所对应的背景值由公式：

BackGround′＝BackGound1′-n*step    (6)

给出，

step具体由公式：

$step=\frac{1}{P}*(BackGround{2}^{\&prime;}-BackGround{1}^{\&prime;})---\left(7\right)$

给出。

二、工作流程

(1)将无快门非制冷红外成像系统在高低温控制箱中，并对准一个均匀目标背景，在工作温度范围内每隔温度T℃，注意到达温度点后需要保温一段时间，确定图像灰度值稳定后，采集一次无快门非制冷红外成像系统的响应值，同时计算探测器衬底温度值Vtemp，并将不同温度下的响应值和探测器衬底温度值存储在外部存储器Flash中；所述T的取值范围为：T<＝5；

因为采集的图像为非制冷红外系统整体对目标的响应，而不同的镜头、结构电路都会对响应产生不同的影响，所以定标时需要装上镜头和结构，以产品工作状态参与定标，这样定标出来的数据才更接近真实的响应值，一点校正后的效果才会更好。探测器的衬底温度值包含在探测器的输出灰度值中，具体是在每行消隐区的若干固定列输出，可以在每帧图像中选出这些固定列，求平均值输出，即得到当前状态下的衬底温度。通过设定查询指令，可以实时获取探测器的衬底温度。

(2)无快门非制冷红外成像系统上电后，根据当前的衬底温度Vtemp′，查找衬底温度Vtemp′所在的温度区间段，从外部存储器Flash中获取当前衬底温度所处的温度段两端所对应的背景值BackGround1、BackGound2和衬底温度Vtemp1、Vtemp2；所述温度区间段由步骤(1)中的温度间隔T和无快门非制冷红外成像系统的工作范围确定；

本发明用直接计算背景方法计算开机背景值，读取外部存储器Flash中的所有温度段的背景数据，并存储在存储器D中暂存。因为读取外部存储器Flash中的所有温度段的背景数据较大，读取过程比较长，为了上电后使红外成像系统尽快成像，开机背景的计算必须放在从外部存储器Flash中读取数据之前。

为了简化运算，背景计算方法采用了两种不同的方法，一种是根据两个温度端点的背景和探测器衬底温度直接计算，另一种是采用步进量的方式计算，上电开机的第一次背景计算和前后两次温度点不在一个温度段的情况下，需要采用直接计算背景的方法，其余的情况采取步进量的方式，很显然，相比直接计算需要一次乘加运算，采取步进量的计算方法只用计算一次加法，大大缩短了运算时间。将温度间隔T划分成P个间隔，测量可得温度变化T时探测器衬底温度变化值Vchange，在同一个温度区间内，当探测器衬底温度每变化Vchange/P，即对应的启动一次背景值更新，设前一次得到的温度区间两端探测器衬底温度值分别存为VTEMP_Old_L和VTEMP_Old_H，当前状态下衬底温度所处的两端探测器衬底温度值为VTEMP_New_L和VTEMP_New_H，如果VTEMP_Old_L与VTEMP_New_L相等，同时VTEMP_Old_H和VTEMP_New_H相等，则可认定当前状态与上次一样，属于同一个温度区间，应该采用步进量的方法计算背景。否则，则可认定当前状态与上次一样，不属于同一个温度区间，应该采用直接计算背景的方法计算。计算背景完成后，需要将VTEMP_New_L赋值给VTEMP_Old_L，VTEMP_New_H赋值给VTEMP_Old_H，完成数据更新。

(3)根据当前的衬底温度Vtemp′以及步骤(2)中获取的当前衬底温度所处的温度段两端所对应的背景值BackGround1、BackGound2和衬底温度Vtemp1、Vtemp2，计算当前状态下的背景值BackGround；具体由公式：

BackGround＝k*Vtemp′+b

给出，其中k和b分别为增益和偏置校正系数，由公式：

$k=\frac{BackGround2-BackGround1}{Vtemp2-Vtemp1}$

$b=BackGround1-\frac{BackGround2-BackGound1}{Vtemp2-Vtemp1}*Vtemp1$

给出；

(4)将数据从外部存储器Flash中读出，存储在外部存储器D中；

(5)实时查询当前的衬底温度Vtemp″，若|Vtemp″-Vtemp′|＞＝VSET，则进行背景计算，根据当前的衬底温度Vtemp″，查找衬底温度Vtemp″所在的温度区间段，从外部存储器D中获取当前衬底温度所处的温度段两端所对应的背景值BackGround1′、BackGound2′和相对应的衬底温度Vtemp1′、Vtemp2′；否则，当不进行背景计算，所述VSET为背景更新阀值，具体由公式：

VSET＝Vchange/P

给出，Vchange为温度变化T时探测器衬底的温度变化值，P为将温度间隔T均分的间隔数。

(6)若衬底温度Vtemp″和衬底温度Vtemp′处于同一温度区间段，则采用步进量的方式计算衬底温度Vtemp″所对应的背景值，否则，利用步骤(3)中的方法计算衬底温度Vtemp″所对应的背景值BackGround′；所述采用步进量的方式计算衬底温度Vtemp″所对应的背景值具体为：

将步骤(1)中提到的温度间隔T划分成P个间隔，测量可得温度变化T时探测器衬底温度变化值Vchange，在同一个温度区间内，探测器衬底温度每变化Vchange/P，背景值变换一个step值；

若衬底温度Vtemp″比衬底温度Vtemp′高n个T/P，则衬底温度Vtemp″所对应的背景值由公式：

BackGround′＝BackGound1′+n*step

给出，

若衬底温度Vtemp″比衬底温度Vtemp′低n个T/P，则衬底温度Vtemp″所对应的背景值由公式：

BackGround′＝BackGound1′-n*step

给出，

step具体由公式：

$step=\frac{1}{P}*(BackGround{2}^{\&prime;}-BackGround{1}^{\&prime;})$

给出。

(7)利用步骤(6)中求得的背景值BackGround′，对图像进行非均匀性校正，具体由公式：

$V_i^{\&prime;}=V_i-{\mathrm{BackGround}}_i^{\&prime;}+\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{BackGround}}^{\&prime;}},i=1,2,\mathrm{...},M$

给出，其中由公式：

$\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{BackGround}}^{\&prime;}}=\left({\mathrm{\&Sigma;BackGround}}_i^{\&prime;}\right)/M,i=1,2,\mathrm{...},M$

给出，其中M为焦平面阵列探测器像元个数，BackGround′_i为第i个焦平面阵列探测器像元的背景值，V_i为第i个焦平面阵列探测器像元校正前数据，V′为第i个焦平面阵列探测器像元校正后的数据。

实施例

利用FPGA实现本发明的方法，可以满足系统需求。由于背景计算过程中，涉及较多的读地址操作，而使用DDR IP可以比较方便快捷的完成FPGA对DDR的读取。图4为无快门非制冷红外成像系统未作非均匀性校正的图像，图5为无快门非制冷红外成像系统作非均匀性校正后的图像，由图可以很明显的看出，探测器原始图像存在很密集竖纹，且分布很有规律，同时存在一定的横纹噪声，由于噪声比较大，严重影响了对目标物体的观察，图像的对比度很弱，天花板上的各个连接结构很难看清楚。经过非均匀性校正后的图像对比度强，原始图像中的噪声都被消除了，而天花板上灰度较弱的各个连接结构显示的很清楚。

由上两图的对比可以很清楚的看出，使用本发明的非均匀性校正方法可以消除原始图像的横纹和竖纹噪声，大大改善了图像质量，提高了对比度。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (6)

1.一种无快门非制冷红外成像系统，其特征在于包括：光学镜头、红外探测器、现场可编程门阵列、模数转换器、存储器和图像编码器；

所述光学镜头用于收集目标的光信号并输出给红外探测器，所述红外探测器将接收到的光信号转换成模拟电压信号后，经过模数转换器转换输出给现场可编程门阵列；

所述现场可编程门阵列为红外探测器提供正常工作需要的驱动时序；

所述模数转换器根据现场可编程门阵列提供的AD采样时序，对红外探测器输出的模拟信号进行采样，转换成数字信号后传输给现场可编程门阵列；现场可编程门阵列利用存储器中预存的背景响应图像来实时计算背景值，对接收到的数字信号进行处理，并将处理结果通过图像编码器输出，所述处理包括非均匀性校正、滤波和直方图变换。

2.根据权利要求1中所述的一种无快门非制冷红外成像系统，其特征在于：所述存储器包括非易失性存储器Flash和易失性存储器DDR，用于非均匀性校正，其中Flash用于存储预采集的背景响应图像，DDR用于处理数据的暂存。

3.根据权利要求1中所述的一种无快门非制冷红外成像系统，其特征在于：所述图像编码器完成红外图像输出格式转换，所述输出格式包括模拟输出格式和数字输出格式，其中模拟输出格式包括PAL制式和N制式，数字输出格式为LVDS。

4.基于权利要求1中无快门非制冷红外成像系统的非均匀性校正方法，其特征在于步骤如下：

(1)将无快门非制冷红外成像系统在高低温控制箱中，并对准一个均匀目标背景，在工作温度范围内每隔温度T℃，采集一次无快门非制冷红外成像系统的响应值，同时计算探测器衬底温度值Vtemp，并将不同温度下的响应值和探测器衬底温度值存储在外部存储器Flash中；所述T的取值范围为：T<＝5；

(2)无快门非制冷红外成像系统上电后，根据当前的衬底温度Vtemp′，查找衬底温度Vtemp′所在的温度区间段，从外部存储器Flash中获取当前衬底温度所处的温度段两端所对应的背景值BackGround1、BackGound2和衬底温度Vtemp1、Vtemp2；所述温度区间段由步骤(1)中的温度间隔T和无快门非制冷红外成像系统的工作范围确定；

(3)根据当前的衬底温度Vtemp′以及步骤(2)中获取的当前衬底温度所处的温度段两端所对应的背景值BackGround1、BackGound2和衬底温度Vtemp1、Vtemp2，计算当前状态下的背景值BackGround；具体由公式：

BackGround＝k*Vtemp′+b

给出，其中k和b分别为增益和偏置校正系数，由公式：

$k=\frac{BackGround2-BackGround1}{Vtemp2-Vtemp1}$

$b=BackGround1-\frac{BackGround2-BackGround1}{Vtemp2-Vtemp1}*Vtemp1$

给出；

(4)将数据从外部存储器Flash中读出，存储在外部存储器D中；

(5)实时查询当前的衬底温度Vtemp″，若|Vtemp″-Vtemp′|>＝VSET，则进行背景计算，根据当前的衬底温度Vtemp″，查找衬底温度Vtemp″所在的温度区间段，从外部存储器D中获取当前衬底温度所处的温度段两端所对应的背景值BackGround1′、BackGound2′和相对应的衬底温度Vtemp1′、Vtemp2′；否则，当不进行背景计算，所述VSET为背景更新阀值；

(6)若衬底温度Vtemp″和衬底温度Vtemp′处于同一温度区间段，则采用步进量的方式计算衬底温度Vtemp″所对应的背景值，否则，利用步骤(3)中的方法计算衬底温度Vtemp″所对应的背景值BackGround′；

(7)利用步骤(6)中求得的背景值BackGround′，对图像进行非均匀性校正，具体由公式：

${V_i}^{\&prime;}=V_i-{\mathrm{BackGround}}_i^{\&prime;}+\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{BackGround}}^{\&prime;}}i=1,2,\mathrm{...},M$

给出，其中由公式：

$\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{BackGround}}^{\&prime;}}=\left(\mathrm{\&Sigma;}{\mathrm{BackGround}}_i^{\&prime;}\right)/M,i=\mathrm{1,2},...,M$

给出，其中M为焦平面阵列探测器像元个数，BackGround_i′为第i个焦平面阵列探测器像元的背景值，V_i为第i个焦平面阵列探测器像元校正前数据，V′为第i个焦平面阵列探测器像元校正后的数据。

5.根据权利要求4所述的一种非均匀性校正方法，其特征在于：所述步骤(5)中其中VSET由公式：

VSET＝Vchange/P

给出，Vchange为温度变化T时探测器衬底的温度变化值，P为将温度间隔T均分的间隔数。

6.根据权利要求4所述的一种非均匀性校正方法，其特征在于：所述步骤(6)中采用步进量的方式计算衬底温度Vtemp″所对应的背景值，具体为：

将步骤(1)中提到的温度间隔T划分成P个间隔，测量可得温度变化T时探测器衬底温度变化值Vchange，在同一个温度区间内，探测器衬底温度每变化Vchange/P，背景值变换一个step值；

若衬底温度Vtemp″比衬底温度Vtemp′高n个T/P，则衬底温度Vtemp″所对应的背景值由公式：

BackGround′＝BackGound1′+n*step

给出，

若衬底温度Vtemp″比衬底温度Vtemp′低n个T/P，则衬底温度Vtemp″所对应的背景值由公式：

BackGround′＝BackGound1′-n*step

给出，

step具体由公式：

$step=\frac{1}{P}*(BackGround{2}^{\&prime;}-BackGround{1}^{\&prime;})$

给出。