CN105606223A - 挡片值的修正方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提高了一种挡片值的修正方法及系统，包括：获取两个不同环境温度下对应的挡片值；根据两个环境温度与挡片值分别对应的坐标关系生成挡片值模拟直线。本发明提供的挡片值的修正方法与系统，通过直线拟合模型，计算量小，实现方式比较容易；通过此方法与系统可以将挡片值模拟直线环境温度下对应的挡片值近似地作为实际测量的挡片值，降低误差；同时使用该挡片值的修正方法与系统无需增加产品其他成本便提高热成像的测温精度，并且实现方式简单方便。

Description

挡片值的修正方法及系统

技术领域

本发明涉及红外热成像非均匀性校正技术领域，特别涉及到热成像非均匀型校正技术中打挡片取得的挡片值的修正方法及系统。

背景技术

在热成像非均匀型校正技术中，一点校正法是经典的非致冷型红外热成像仪非均匀性校正技术。因其模型简单、数据处理量小、可适应于不同的环境温度条件等优点，得到了最广泛的应用。一点校正法的缺点是在设备上必须有一个均匀辐照参照体(俗称档片，有内档片和外档片两种实现方式)。

红外热成像设备在实际工作时需要即时采集档片值，以反映环境温度(FPA温度、腔体温度)的变化。但因为在采集档片值时就不能采集目标值，此时就造成了目标画面静止的现象。为了减小在采集档片值时的影响，通常把采集两次档片的时间间隔设为1至5分钟，但在这个时间间隔内，两次打挡片之间有腔体温度(FPA温度)变化或打挡片时本身也有一定的温度变化，这样导致测温所用到的热成像抓取的内挡片值(定义为Vin)也会随着腔体温度发生变化而变化。即FPA温度在不断变化过程中，而在FPA温度变化的过程中不能实时打挡片抓取Vin，就造成了两次档片采集之间的图像劣化和测温精度降低。更小的间隔时间有利于图像校正，但对正常使用造成更多的干扰，将导致无法看热成像图像，可能导致热成像所测的温度发生漂移；更大的间隔时间对正常使用干扰较小，但图像劣化现象也更严重。因此在人体等测温精度要求较高的情况下很难达到测温要求。

在热成像目标前方加放一个黑体进行实时修正也可达到测温精度要求，但是热成像及黑体都需要维护，这样将增加产品成本及维护成本等。

保证热成像所在的环境温度和热成像的腔体温度在一个恒定不变的温度下就不用对两次打挡片取得的挡片值之间进行修正，可达到测温精度高的要求，然而这种校正方式只有在实验室才能实现，在实际应用中很难达到这样的条件。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种无需增加产品其他成本便可提高热成像的测温精度，并且实现方式简单方便的挡片值的修正方法。

本发明提供了一种挡片值的修正方法，包括：

获取两个不同环境温度下对应的挡片值；

根据两个环境温度与挡片值分别对应的坐标关系生成挡片值模拟直线；

根据所述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值。

进一步地，所述根据所述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值的步骤之后还包括：

读取根据所述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值，并将其作为实际测量的挡片值。

进一步地，所述挡片值模拟直线的计算公式为：

f(V_x)＝aT_x+b

其中，a、b为常数，Tx为某一时刻的环境温度，Vx为该环境温度下对应的挡片值。

本发明还提供了一种挡片值的修正系统，包括：

获取单元，获取两个不同环境温度下对应的挡片值；

模拟单元，根据两个环境温度与挡片值分别对应的坐标关系生成挡片值模拟直线。

计算单元，根据所述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值。

进一步地，所述挡片值的修正系统还包括：

读取单元，读取根据所述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值，并将其作为实际测量的挡片值。

进一步地，所述模拟单元生成的挡片值模拟直线的计算公式为：

f(V_x)＝aT_x+b

其中，a、b为常数，Tx为某一时刻的环境温度，Vx为该环境温度下对应的挡片值。

本发明提供的挡片值的修正方法与系统，具有以下有益效果：

本发明提供的挡片值的修正方法与系统，通过直线拟合模型，计算量小，实现方式比较容易；通过此方法与系统可以将挡片值模拟直线环境温度下对应的挡片值近似地作为实际测量的挡片值，降低误差；同时使用该挡片值的修正方法与系统无需增加产品其他成本便提高热成像的测温精度，并且实现方式简单方便。

附图说明

图1为本发明一实施例中挡片值的修正方法原理示意图；

图2为本发明另一实施例中挡片值的修正方法原理示意图；

图3为本发明一实施例中挡片值的修正方法实现图像示意图；

图4为本发明一实施例中非均匀性校正示意图；

图5为本发明一实施例中挡片值的修正系统结构示意图；

图6为本发明另一实施例中挡片值的修正系统结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，为本发明一实施例中挡片值的修正方法原理示意图。

本发明提供了一种挡片值的修正方法，包括：

步骤S1，获取两个不同环境温度下对应的挡片值；

步骤S2，根据两个环境温度与挡片值分别对应的坐标关系生成挡片值模拟直线；

步骤S3，根据上述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值。

红外热成像设备在实际工作时需要即时采集档片值，以反映环境温度的变化。但因为在采集档片值时就不能采集目标值，此时就造成了目标画面静止的现象。为了减小在采集档片值时的影响，通常把采集两次档片的时间间隔设为1至5分钟，但在这个时间间隔内，两次打挡片之间有腔体温度(FPA温度)变化或打挡片时本身也有一定的温度变化，这样导致测温所用到的热成像抓取的内挡片值(定义为V_in)也会随着腔体温度发生变化而变化。即FPA温度在不断变化过程中，而在这FPA温度变化的过程中不能实时打挡片抓取V_in，这就造成了两次档片采集之间的图像劣化和测温精度降低。更小的间隔时间有利于图像校正，但对正常使用造成更多的干扰，将导致无法看热成像图像，可能导致热成像所测的温度发生漂移；更大的间隔时间对正常使用干扰较小，但图像劣化现象也更严重。在本实施例中，根据两个环境温度与挡片值分别对应的坐标关系生成挡片值模拟直线，便可从挡片值模拟直线上得到任一温度下挡片对应的近似挡片值，减小误差，提高温度测量精度，且无需增加其他生产成本，实现方式简单方便。

参照图2，为本发明另一实施例中挡片值的修正方法原理示意图。

在上述步骤S3，根据上述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值步骤之后还包括：

步骤S4，读取根据上述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值，并将其作为实际测量的挡片值。直接在挡片值模拟直线上读取不同温度下对应的挡片值，并近似地作为实际测量的挡片值，有效降低挡片值误差。

参照图3，为本发明一实施例中挡片值的修正方法实现图像示意图。

图中表述的是(FPA温度，档片值)关系曲线，T1、T2、T3分别是相临的三次档片动作时的FPA温度值。在工业生产过程中，当环境温度(FPC温度)在T1时测量的实际挡片值为V1；当环境温度在T2时测量的实际挡片值为V2；当环境温度在T3时测量的实际挡片值为V3。而当环境温度在T1与T2之间的某一个温度时，通常都将V1作为其挡片值，随着环境温度的变化，实际的挡片值V0与V1之间存在较大误差，造成图像劣化和测温精度降低。同理，当环境温度在T2与T3之间的某一个温度时，通常都将V2作为其挡片值，随着环境温度的变化，实际的挡片值V0与V2之间同样存在较大误差，造成图像劣化和测温精度降低。而在本实施例中，根据环境温度T1以及T2与实际的挡片值对应的坐标关系生产一条挡片值模拟直线，其计算公式为：

f(V_x)＝aT_x+b

其中，a、b为常数，Tx为某一时刻的环境温度，Vx为该环境温度下对应的挡片值。在下一次档片动作(温度为Tx时)，可以根据上述的挡片值模拟直线计算出相对应的挡片值Vx，并将其近似地等于实际挡片值。这就减小了与实际挡片值之间的误差，从而有助于提高图像质量。

例如：当温度为Tx(在T2与T3之间时)，如果不作修正，则挡片值误差为V’—V2；修正后的挡片值误差为V’—Vx；Vx>V2，因此V’—Vx<V’—V2，测量误差变小，测量精度提高。

参照图4，为本发明一实施例中非均匀性校正示意图。

其中，H为目标响应曲线，L为档片响应曲线。

其校正模型是：

V_oi＝K_i(V_hoi-V_loi)

上式中

$K_i=\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\&Sigma;}}(V_{hi}-V_i)}{M}/(V_{hi}-V_{li})$

上式中，

V_hi：在FPA温度为Tx时，对一个红外均匀辐照面的采样值；

V_li：在FPA温度为Tx时，对档片的采样值(挡片值)；

K_i：像元i的非均匀性校正系数；

V_oi：像元i在非均匀性校正后的输出值；

V_hoi：实际工作时像元i的对目标的采样值；

V_loi：实际工作时像元i的对档片的采样值；

M：排除盲元后的像元总数。

从上述校正模型可知，红外热成像设备在实际工作时需要即时采集档片值，但因为在采集档片值时就不能采集目标值，此时就造成了目标画面静止的现象。为了减小在采集档片值时的影响，通常把采集两次档片的时间间隔设为1至5分钟，但在这个时间间隔内，FPA温度仍可能在不断变化过程中，这就造成了两次档片采集之间的图像劣化和测温精度降低。本发明实施例中提供的挡片值修正方法大大降低了替代挡片值与实际挡片值之间的误差，提高测量精度，校正精度得到提高。

参照图5，本发明还提供了一种挡片值的修正系统，包括：

获取单元10，获取两个不同环境温度下对应的挡片值；

模拟单元20，根据两个环境温度与挡片值分别对应的坐标关系生成挡片值模拟直线。

计算单元30，根据上述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值。

上述模拟单元20生成的挡片值模拟直线的计算公式为：

f(V_x)＝aT_x+b

其中，a、b为常数，Tx为某一时刻的环境温度，Vx为该环境温度下对应的挡片值。在下一次档片动作(温度为Tx时)，可以根据上述的挡片值模拟直线计算出相对应的挡片值Vx，并将其近似地等于实际挡片值。这就减小了与实际挡片值之间的误差，从而有助于提高图像质量。

在本实施例中，获取单元10获取两个不同环境温度下对应的挡片值，模拟单元20再根据两个环境温度与挡片值分别对应的坐标关系生成挡片值模拟直线；计算单元30再根据上述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值。便可从挡片值模拟直线上得到任一温度下挡片对应的近似挡片值，减小误差，提高温度测量精度，且无需增加其他生产成本，实现方式简单方便。该修正系统简化生产工序，节省生产成本，提高测量精度。且直线拟合模型，计算量小，实现比较容易。

参照图6，上述修正系统还包括：

读取单元40，读取根据上述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值，并将其作为实际测量的挡片值。直接在挡片值模拟直线上读取不同温度下对应的挡片值，并近似地作为实际测量的挡片值，有效降低挡片值误差，简单直观，使用方便。

综上所述，为本发明实施例中提供的挡片值的修正方法与系统，通过直线拟合模型，计算量小，实现方式比较容易；通过此方法与系统可以将挡片值模拟直线环境温度下对应的挡片值近似地作为实际测量的挡片值，降低误差；同时使用该挡片值的修正方法与系统无需增加产品其他成本便提高热成像的测温精度，并且实现方式简单方便。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种挡片值的修正方法，其特征在于，包括：

获取两个不同环境温度下对应的挡片值；

根据两个环境温度与挡片值分别对应的坐标关系生成挡片值模拟直线；

根据所述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值。

2.根据权利要求1所述的挡片值的修正方法，其特征在于，所述根据所述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值的步骤之后还包括：

读取根据所述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值，并将其作为实际测量的挡片值。

3.根据权利要求1所述的挡片值的修正方法，其特征在于，所述挡片值模拟直线的计算公式为：

f(V_x)＝aT_x+b

其中，a、b为常数，Tx为某一时刻的环境温度，Vx为该环境温度下对应的挡片值。

4.一种挡片值的修正系统，其特征在于，包括：

获取单元，获取两个不同环境温度下对应的挡片值；

模拟单元，根据两个环境温度与挡片值分别对应的坐标关系生成挡片值模拟直线。

计算单元，根据所述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值。

5.根据权利要求4所述的挡片值的修正系统，其特征在于，所述挡片值的修正系统还包括：

读取单元，读取根据所述挡片值模拟直线计算不同环境温度下对应的挡片值，并将其作为实际测量的挡片值。

6.根据权利要求4所述的挡片值的修正系统，其特征在于，所述模拟单元生成的挡片值模拟直线的计算公式为：

f(V_x)＝aT_x+b

其中，a、b为常数，Tx为某一时刻的环境温度，Vx为该环境温度下对应的挡片值。