CN106296627B - 一种校正红外成像系统的非均匀性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例中提供了一种校正红外成像系统的非均匀性的方法。该方法包括：用红外成像系统分别对具有第一温度的黑体、具有第二温度的黑体和快门进行成像，获得第一、第二和第三红外图像，并根据该第一、第二和第三红外图像计算非均匀性校正参数。本发明的实施例中，在计算非均匀性校正参数时，使用了对快门进行红外成像所获得的红外图像数据，考虑进了快门的影响，可以有效的消除由于快门发热造成的非均匀性的影响，在长时间使用红外成像系统的情况下，可以提高红外图像的质量。

Description

一种校正红外成像系统的非均匀性的方法
技术领域
本发明涉及到红外成像系统领域，尤其是涉及一种校正红外成像系统的非均匀性的方法。
背景技术
在军事、农业、工业、医疗、森林防火、监控等方面,红外成像系统都发挥着重要的作用。红外成像系统,以其可靠性高、体积小、功耗低等优势在各国的科研当中占据着重要地位。
然而红外成像系统由于红外焦平面阵列制造材料、掩膜误差、工艺条件等因素的影响，在受到均匀辐射的情况下，探测器输出幅度不同，造成红外图像是非均匀的。同时，红外成像系统也会引入其他非均匀性因素，比如镜头、系统本身发热、快门等。
随着红外成像系统体积越来越小，结构越加紧凑，快门也在逐渐减小，由此引入的快门的非均匀性也是造成红外图像非均匀性的原因。
目前红外成像系统除了需要进行传统的两点校正以外，在实际使用过程中，由于随着使用的时间以及环境温度的变化以及红外成像系统焦平面阵列本身的温度发生的变化，会产生温漂，因此需要进行频繁的快门修正以消除红外焦平面阵列的非均匀性的影响。此处假定了快门是均匀的，才可以消除红外焦平面阵列的非均匀性，然而实际情况确实快门也会随着红外系统温度的漂移而产生非均匀性。
发明内容
本发明的目的是提供一种校正红外成像系统的非均匀性的方法，以达到消除红外成像系统快门非均匀性的影响、提高红外图像质量的效果。
本发明的一些实施例中，提供了一种校正红外成像系统的非均匀性的方法。该方法包括：用红外成像系统对具有第一温度的黑体进行成像，获得第一红外图像；用红外成像系统对具有第二温度的黑体进行成像，获得第二红外图像；用红外成像系统对红外成像系统的快门进行成像，获得第三红外图像；根据第一红外图像、第二红外图像和第三红外图像计算非均匀性校正参数；用非均匀性校正参数对红外成像系统所成的红外图像进行非均匀性校正。
本发明的一些实施例中，根据第一红外图像、第二红外图像和第三红外图像计算非均匀性校正参数包括：计算第一红外图像的平均灰度值，获得第一平均灰度值；计算第二红外图像的平均灰度值，获得第二平均灰度值；计算第三红外图像的平均灰度值，获得第三平均灰度值；根据第一平均灰度值、第二平均灰度值和第三平均灰度值计算非均匀性校正参数。
本发明的一些实施例中，非均匀性校正参数包括增益参数和偏置参数，并且根据第一平均灰度值、第二平均灰度值和第三平均灰度值计算非均匀性校正参数包括：按照下列公式计算位于第i行第j列的像素点的非均匀性校正参数：
其中ai,j为增益参数，bi,j为偏置参数，为第一平均灰度值，为第二平均灰度值，为第三平均灰度值，VH(i,j)为第一红外图像中位于第i行第j列的像素点的灰度值，VL(i,j)为第二红外图像中位于第i行第j列的像素点的灰度值，VD(i,j)为第三红外图像中位于第i行第j列的像素点的灰度值，i为自然数，j为自然数。
本发明的一些实施例中，第一温度大于第二温度。
本发明的实施例中，在计算非均匀性校正参数时，使用了对快门进行红外成像所获得的红外图像数据，考虑进了快门的影响。使用本发明实施例的方法，可以有效的消除由于快门发热造成的非均匀性的影响，在长时间使用红外成像系统的情况下，可以提高红外图像的质量。
附图说明
图1是本发明实施例的校正红外成像系统的非均匀性的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图详细说明本发明的实施例的校正红外成像系统的非均匀性的方法的具体步骤。
红外热像仪由于小型化的趋势，结构、体积越来越小，小型化带来的一个问题是红外成像仪的散热。由于红外焦平面阵列的发热以及红外热像仪本身电路的发热，小型化造成热量没有及时输出。申请人发现，红外热像仪在长时间使用情况下，即使使用快门频繁的进行校正，红外图像的非均匀性也始终存在，除了其他因素的影响之外，快门的非均匀性对红外图像的非均匀性有极大的影响。
图1是本发明一个实施例的校正红外成像系统的非均匀性的方法的流程示意图。下面结合具体实施例详细说明其各个步骤。
本发明的实施例中，当需要对一个红外成像系统进行非均匀性校正时，可以在步骤10中，用该红外成像系统对具有第一温度的黑体进行成像，从而获得第一红外图像。用红外成像系统对某个物体进行红外成像的具体过程可以是本领域常用的过程，在此不再详述。
在步骤12中，可以用该红外成像系统对具有第二温度的黑体进行成像，从而获得第二红外图像。类似地，在步骤14中，可以用该红外成像系统对该红外成像系统的快门进行成像，从而获得第三红外图像。
本发明的实施例中，步骤10、步骤12和步骤14之间可以按照任何顺序进行，本发明对此没有限制。
然后，在步骤16中，可以用前述的第一红外图像、第二红外图像和第三红外图像来计算非均匀性校正参数。
例如，一些实施例中，可以计算第一红外图像的平均灰度值，从而获得第一平均灰度值；计算第二红外图像的平均灰度值，从而获得第二平均灰度值；计算第三红外图像的平均灰度值，从而获得第三平均灰度值。然后，根据该第一平均灰度值、第二平均灰度值和第三平均灰度值计算非均匀性校正参数。
例如，一些实施例中，该非均匀性校正参数可以包含增益参数和偏置参数。对于位于第i行第j列的像素点，其非均匀性校正参数可以按照下式计算：
其中ai,j为该像素点的增益参数，bi,j为该像素点的偏置参数，为前述的第一平均灰度值，为前述的第二平均灰度值，为前述的第三平均灰度值，VH(i,j)为第一红外图像中位于第i行第j列的像素点的灰度值，VL(i,j)为第二红外图像中位于第i行第j列的像素点的灰度值，VD(i,j)为第三红外图像中位于第i行第j列的像素点的灰度值，i为自然数，j为自然数。
可见，偏置参数bi,j当中包含着增益参数ai,j，并与快门的红外图像(即前述的第三红外图像)的灰度值相关。因此，该非均匀性校正参数可以达到消除快门非均匀性的效果。
按照上述方法，可以计算出红外成像系统所成的红外图像中的每个像素点的非均匀性校正参数(例如，增益参数和偏置参数)。
获得了前述的非均匀性校正参数之后，该红外成像系统可以进行正常的红外成像，并且可以在步骤18中，用前述的计算出的非均匀性校正参数对该红外成像系统进行正常红外成像所获得的红外图像进行非均匀性校正。使用非均匀性校正参数对红外图像进行非均匀性校正的具体步骤可以与本领域内常用的方法相同或者类似。
本发明的实施例中，在计算非均匀性校正参数时，使用了对快门进行红外成像所获得的红外图像数据，考虑进了快门的影响。使用本发明实施例的方法，可以有效的消除由于快门发热造成的非均匀性的影响，在长时间使用红外成像系统的情况下，可以提高红外图像的质量。
以上通过具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。此外，以上多处所述的“一个实施例”表示不同的实施例，当然也可以将其全部或部分结合在一个实施例中。

Claims (2)

1.一种校正红外成像系统的非均匀性的方法，其特征在于，包括：
用所述红外成像系统对具有第一温度的黑体进行成像，获得第一红外图像；
用所述红外成像系统对具有第二温度的黑体进行成像，获得第二红外图像；
用所述红外成像系统对所述红外成像系统的快门进行成像，获得第三红外图像；
根据所述第一红外图像、所述第二红外图像和所述第三红外图像计算非均匀性校正参数；
用所述非均匀性校正参数对所述红外成像系统所成的红外图像进行非均匀性校正；
其中根据所述第一红外图像、所述第二红外图像和所述第三红外图像计算非均匀性校正参数包括：
计算所述第一红外图像的平均灰度值，获得第一平均灰度值；
计算所述第二红外图像的平均灰度值，获得第二平均灰度值；
计算所述第三红外图像的平均灰度值，获得第三平均灰度值；
根据所述第一平均灰度值、所述第二平均灰度值和所述第三平均灰度值计算所述非均匀性校正参数；
其中所述非均匀性校正参数包括增益参数和偏置参数，并且根据所述第一平均灰度值、所述第二平均灰度值和所述第三平均灰度值计算所述非均匀性校正参数包括：按照下列公式计算位于第i行第j列的像素点的非均匀性校正参数：
其中ai,j为增益参数，bi,j为偏置参数，为所述第一平均灰度值，为所述第二平均灰度值，为所述第三平均灰度值，VH(i,j)为所述第一红外图像中位于第i行第j列的像素点的灰度值，VL(i,j)为所述第二红外图像中位于第i行第j列的像素点的灰度值，VD(i,j)为所述第三红外图像中位于第i行第j列的像素点的灰度值，i为自然数，j为自然数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一温度大于所述第二温度。
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