CN108322732A - 温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法 - Google Patents

温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108322732A
CN108322732A CN201711245180.XA CN201711245180A CN108322732A CN 108322732 A CN108322732 A CN 108322732A CN 201711245180 A CN201711245180 A CN 201711245180A CN 108322732 A CN108322732 A CN 108322732A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thermal infrared
infrared imager
temperature
nonuniformity correction
response
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711245180.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN108322732B (zh
Inventor
张广伟
徐华楠
孙小亮
王凯
朱寅非
汪江华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Luoyang Institute of Electro Optical Equipment AVIC
Original Assignee
Luoyang Institute of Electro Optical Equipment AVIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Luoyang Institute of Electro Optical Equipment AVIC filed Critical Luoyang Institute of Electro Optical Equipment AVIC
Priority to CN201711245180.XA priority Critical patent/CN108322732B/zh
Publication of CN108322732A publication Critical patent/CN108322732A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108322732B publication Critical patent/CN108322732B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
    • H04N17/002—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for television cameras

Abstract

本发明涉及一种温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法，将温度可变辐射材料引入红外成像领域，在红外热像仪工作环境温度变化后，使用红外辐射基于温度变化的材料，保证非均匀校正时，校正挡板响应在两点校正线性区。在不增加软硬件系统的额外开销、不改变系统积分时间的条件下，消除因环境温度变化造成的非均匀性。在红外热像仪因工作环境温度变化，画面出现非均匀性后，不改变系统积分时间、不增加软硬件系统的额外开销的条件下，消除因环境温度变化造成的画面非均匀性，提高红外热像仪成像质量。

Description

温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法
技术领域
本发明属于红外热像仪应用领域，涉及有挡板校正红外热像仪的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法，尤其涉及一种温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法。
背景技术
红外探测器作为红外热像仪的核心器件，由于制造工艺等原因，红外探测器在成像时存在严重的非均匀性，因此需要红外热像仪在初次上电或长时间工作后进行非均匀校正，以提高成像质量。目前红外热像仪通常采用两点与单点非均匀校正相结合的方法，在红外热像仪装配完成后通过黑体设备进行两点非均匀校正，将校正系数保存组件中，以后每次组件正常工作以非均匀校正档片为基准进行单点非均匀校正。该方法要求每次进行单点非均匀校正时，校正挡板响应值在两点校正系数线性区内。
红外热像仪经常在密闭的环境中使用，系统散热效果不佳，红外热像仪的功耗几乎全部转化为热量，在系统内堆积，随着时间的推移系统内部温度逐渐升高。造成非均匀校正挡板温度升高，在进行非均匀校正时，挡板切入，由于挡板温度升高，红外探测器对挡板的红外响应，已超出两点校正线性区间，此时进行非均匀校正，校正效果会变差。表现为校正后红外成像效果变差，有很强的非均匀性。为解决长时间工作后非均匀校正成像效果变差问题，研究新型制冷红外探测器非均匀校正方式具有十分重要的意义。本发明提出一种基于温度可变辐射材料的红外热像仪自适应非均匀校正方法。通过学科融合，将温度可变辐射材料引入红外成像领域，在红外热像仪工作环境温度变化后，使用基于温度变化的材料，在红外热像仪进行非均匀校正时，校正挡板响应值始终在两点校正系数线性区内。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法，通过学科融合，将温度可变辐射材料引入红外成像领域，通过以下步骤消除红外热像仪在环境温度变化造成的画面非均匀性，具有较好工程实用性。
技术方案
一种基于温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法，其特征在于：红外热像仪具有非均匀校正挡板，测试步骤如下：
步骤1：根据探测器F数确定红外热像仪实际使用的积分时间T0；
步骤2：在温度范围5℃-40℃范围内，以不大于5℃的步进为一个温度点，红外热像仪在积分T0时间下，在该温度点对着黑体进行直接采集A/D量化原始数据；
将每个温度点进行不少于5帧的多帧原始数据进行平均，得到每个温度点红外热像仪的平均响应值；
所述红外热像仪置于黑体靶面距离不大于200mm的位置，且黑体靶面完全覆盖红外热像仪视场；
步骤3：
当黑体温度越高，输出电压越大时，探测器是正响应，以采集的平均响应值作为对应温度的输出响应值；
当黑体温度越高，输出电压越低时，探测器是负响应，以A/D最大量程值减去采集的平均响应值，得到的是负响应，将负响应转换为正响应并作为对应温度的输出响应值；
采用黑体对外辐射公式，计算相应黑体温度下，探测器响应波段内接收到的黑体辐射能量；
采用插值法拟合得到黑体辐射能量与红外热像仪对应输出响应的响应曲线；
步骤4：在拟合后的响应曲线线性区间内，任选取两点黑体温度TL与黑体温度TH，得到黑体温度TL对应红外热像仪输出响应值为NL,黑体温度TH对应红外热像仪输出响应值为NH；所述TL与TH之间的差值大于15摄氏度；
步骤5：将红外热像仪可变辐射挡板切入非均匀校正位置，采集A/D量化原始数据即为挡板对应输出响应值Nd；
步骤6：当采集挡板对应输出响应值Nd满足NL≤Nd≤NH；则基于温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板试验完成；
若不满足，则更换温度可变辐射材料，返回步骤1重复实验过程。
所述非均匀校正挡板使用温度可变辐射材料制作。
所述非均匀校正挡板上涂覆温度可变辐射涂层。
所述步骤2的温度范围为红外热像仪工作环境温度EL～EH。
有益效果
本发明提出的一种温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法，将温度可变辐射材料引入红外成像领域，在红外热像仪工作环境温度变化后，使用红外辐射基于温度变化的材料，保证非均匀校正时，校正挡板响应在两点校正线性区。在不增加软硬件系统的额外开销、不改变系统积分时间的条件下，消除因环境温度变化造成的非均匀性。
在红外热像仪因工作环境温度变化，画面出现非均匀性后，不改变系统积分时间、不增加软硬件系统的额外开销的条件下，消除因环境温度变化造成的画面非均匀性，提高红外热像仪成像质量。
本发明具有的优点和有益效果是：将温度可变辐射材料引入红外成像领域，测试出满足使用要求的挡板，在环境温度变化后，进行非均匀校正，不需改变红外热像仪积分时间，即可消除因环境温度变化造成的非均匀性。该方法不需要增加红外热像仪软硬件额外开销，只需替换校正挡板即可完成升级，具有良好的实用价值。
附图说明
图1是本发明的具体实现流程示意图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本发明由红外成像组件(含红外探测器)、被测非均匀校正挡板、光学系统等组成红外热像仪，红外热像仪使用中波640×512面阵F4探测器，具体实现步骤：
步骤1：根据探测器F数确定红外热像仪实际使用的积分时间12ms；
步骤2：红外热像仪在积分时间12ms不变条件下，对着黑体进行温度点采集，要求黑体靶面完全覆盖红外热像仪视场，红外热像仪距黑体靶面距离不大于200mm，在测试过程中该距离保持不改变。
在红外热像仪工作温度范围-10℃到+50℃之间，温度步进不大于5℃，温度采集范围覆盖5℃-40℃，对着黑体直接采集A/D量化原始数据；
对每个温度点进行多帧平均，要求帧数不少于5帧，得到每个温度点红外热像仪的平均响应值；
步骤3：若探测器是正响应，即黑体温度越高，输出电压越大，直接使用采集的平均响应值作为对应温度的输出响应值。若探测器是负响应，即黑体温度越高，输出电压越低，使用A/D最大量程值减去平均响应值，将负响应转换为正响应后，作为对应温度的输出响应值。使用黑体对外辐射公式，计算相应黑体温度下，探测器响应波段内接收到的黑体辐射能量。假设黑体为理想黑体，发射率为1。使用插值法拟合出黑体辐射能量与红外热像仪对应输出响应的响应曲线；
步骤4：拟合后响应曲线线性区间为12℃到38℃；
步骤5：在红外热像仪工作线性区内选取两个黑体温度点TL＝15℃；TH＝35℃；得到红外热像仪在黑体温度为15℃时对应平均响应值为NL,黑体温度为35℃时对应平均响应值为NH；
步骤6：切入被测非均匀校正挡板，测试挡板切入后对应挡板的响应值Nd，观察响应值Nd是否在NL与NH之间；
判断响应值是否满足NL≤Nd≤NH；在温度可控环境内，调节红外热像仪工作环境温度，工作环境温度在EL～EH范围内，要求工作环境变化温度范围覆盖5℃-40℃，温度步进不大于5℃。采集挡板对应输出响应值Nd。判断是否一直满足NL≤Nd≤ NH；若不满足，则更换温度可变辐射材料重新使用进行步骤1，若满足，则基于温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试及制备成功。

Claims (4)

1.一种基于温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法，其特征在于：
红外热像仪具有非均匀校正挡板，测试步骤如下：
步骤1：根据探测器F数确定红外热像仪实际使用的积分时间T0；
步骤2：在温度范围5℃-40℃范围内，以不大于5℃的步进为一个温度点，红外热像仪在积分T0时间下，在该温度点对着黑体进行直接采集A/D量化原始数据；
将每个温度点进行不少于5帧的多帧原始数据进行平均，得到每个温度点红外热像仪的平均响应值；
所述红外热像仪置于黑体靶面距离不大于200mm的位置，且黑体靶面完全覆盖红外热像仪视场；
步骤3：
当黑体温度越高，输出电压越大时，探测器是正响应，以采集的平均响应值作为对应温度的输出响应值；
当黑体温度越高，输出电压越低时，探测器是负响应，以A/D最大量程值减去采集的平均响应值，得到的是负响应，将负响应转换为正响应并作为对应温度的输出响应值；
采用黑体对外辐射公式，计算相应黑体温度下，探测器响应波段内接收到的黑体辐射能量；
采用插值法拟合得到黑体辐射能量与红外热像仪对应输出响应的响应曲线；
步骤4：在拟合后的响应曲线线性区间内，任选取两点黑体温度TL与黑体温度TH，得到黑体温度TL对应红外热像仪输出响应值为NL,黑体温度TH对应红外热像仪输出响应值为NH；所述TL与TH之间的差值大于15摄氏度；
步骤5：将红外热像仪可变辐射挡板切入非均匀校正位置，采集A/D量化原始数据即为挡板对应输出响应值Nd；
步骤6：当采集挡板对应输出响应值Nd满足NL≤Nd≤NH；则基于温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板试验完成；
若不满足，则更换温度可变辐射材料，返回步骤1重复实验过程。
2.根据权利要求1所述基于温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法，其特征在于：所述非均匀校正挡板使用温度可变辐射材料制作。
3.根据权利要求1所述基于温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法，其特征在于：所述非均匀校正挡板上涂覆温度可变辐射涂层。
4.根据权利要求1所述基于温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法，其特征在于：所述步骤2的温度范围为红外热像仪工作环境温度EL～EH。
CN201711245180.XA 2017-12-01 2017-12-01 温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法 Active CN108322732B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711245180.XA CN108322732B (zh) 2017-12-01 2017-12-01 温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711245180.XA CN108322732B (zh) 2017-12-01 2017-12-01 温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108322732A true CN108322732A (zh) 2018-07-24
CN108322732B CN108322732B (zh) 2020-02-14

Family

ID=62891468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711245180.XA Active CN108322732B (zh) 2017-12-01 2017-12-01 温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108322732B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109870239A (zh) * 2019-03-12 2019-06-11 北京环境特性研究所 非制冷红外焦平面探测器自适应定标方法
WO2020078213A1 (zh) * 2018-10-19 2020-04-23 中国兵器工业标准化研究所 红外光学材料均匀性测试的温度影响评估和控制方法
CN111780879A (zh) * 2020-07-22 2020-10-16 武汉博宇光电系统有限责任公司 一种红外测温系统及测温方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102829873A (zh) * 2012-08-20 2012-12-19 南京理工大学 红外热像仪非均匀性评价装置
CN103424192A (zh) * 2013-07-16 2013-12-04 电子科技大学 一种红外测温仪温度漂移补偿的方法
CN104880254A (zh) * 2015-06-12 2015-09-02 中国电子科技集团公司第十三研究所 用于显微红外热像仪响应时间参数测试的模拟脉冲温度源
CN106500846A (zh) * 2016-09-22 2017-03-15 电子科技大学 一种红外成像系统的非均匀性校正方法
CN107341780A (zh) * 2017-07-12 2017-11-10 成都中昊英孚科技有限公司 一种红外图像预处理校正方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102829873A (zh) * 2012-08-20 2012-12-19 南京理工大学 红外热像仪非均匀性评价装置
CN103424192A (zh) * 2013-07-16 2013-12-04 电子科技大学 一种红外测温仪温度漂移补偿的方法
CN104880254A (zh) * 2015-06-12 2015-09-02 中国电子科技集团公司第十三研究所 用于显微红外热像仪响应时间参数测试的模拟脉冲温度源
CN106500846A (zh) * 2016-09-22 2017-03-15 电子科技大学 一种红外成像系统的非均匀性校正方法
CN107341780A (zh) * 2017-07-12 2017-11-10 成都中昊英孚科技有限公司 一种红外图像预处理校正方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020078213A1 (zh) * 2018-10-19 2020-04-23 中国兵器工业标准化研究所 红外光学材料均匀性测试的温度影响评估和控制方法
US10809191B1 (en) 2018-10-19 2020-10-20 China North Standardization Center Method for evaluating and controlling temperature influence on a homogeneity test for infrared optical materials
CN109870239A (zh) * 2019-03-12 2019-06-11 北京环境特性研究所 非制冷红外焦平面探测器自适应定标方法
CN109870239B (zh) * 2019-03-12 2020-04-07 北京环境特性研究所 非制冷红外焦平面探测器自适应定标方法
CN111780879A (zh) * 2020-07-22 2020-10-16 武汉博宇光电系统有限责任公司 一种红外测温系统及测温方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108322732B (zh) 2020-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108322732A (zh) 温度可变辐射材料的红外热像仪非均匀校正挡板测试方法
CN106197673B (zh) 一种自适应宽温度范围非均匀校正方法及系统
CN107255521B (zh) 一种红外图像非均匀性校正方法及系统
CN102564598B (zh) 一种红外探测器测温的定标和校正方法及相应的测温方法
CN103528694B (zh) 一种用红外热像仪测量目标物体的温度的方法
CN111076821B (zh) 一种积分时间自适应切换的红外图像非均匀校正方法
CN102818636A (zh) 一种红外热像仪低温测温的辐射定标方法
CN104251742A (zh) 基于两点线性和目标、环境的二元非线性红外探测器非均匀性校正方法
CN106500848A (zh) 用于红外测温系统的发射率校准方法
CN104917975A (zh) 一种基于目标特征的自适应自动曝光方法
CN206146624U (zh) 一种热红外高光谱成像仪盲元检测装置
CN101470026A (zh) 凝视型热像仪非均匀性校正实时标定装置
CN105241554B (zh) 一种外场条件下的面源黑体型辐射源及其标定方法
CN107084797B (zh) 国产红外探测器模拟输出自适应调整装置及其调整方法
CN102798475A (zh) 一种根据标准红外视频图像确定目标温度的方法
CN105466566A (zh) 一种红外非均匀性校正实时补偿方法
CN102589707B (zh) 红外焦平面阵列探测器非均匀性校正残差的实时补偿方法
CN103616790B (zh) 一种基于温度水平的空间相机主动热控方法
CN115615560A (zh) 一种宽动态范围高精度红外辐射测量方法
CN110006529B (zh) 一种红外探测装置输出校正方法及装置
CN108375420B (zh) 一种基于分段数据及挡片数据的校正方法
CN112710397B (zh) 一种基于温度替代的两点校正方法及系统
CN106404182A (zh) 一种用于拓宽一点校正的适用温度范围的方法
CN106768349B (zh) 适应多通道双向输出的tdi扫描成像系统相对辐射定标方法
CN110850500B (zh) 一种红外图像多段单点校正参数修正方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant