CN109141634A - 红外探测器暗背景值计算方法、装置、设备、系统及介质 - Google Patents
红外探测器暗背景值计算方法、装置、设备、系统及介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例公开了一种红外探测器暗背景值计算系统、方法、装置、设备及计算机可读存储介质。其中，系统包括像长度小于红外探测器的空间维长度的狭缝、分为第一不感光区域、第二不感光区域与位于二者之间的感光区域的红外探测器及红外探测器暗背景值计算器。探测器将采集的红外光谱仪工作状态的暗像元数据发送至红外探测器暗背景值计算器，使其根据暗像元数据调用相同工作模式下的感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系，计算感光像元的暗背景值。线性关系为根据感光区域中感光像元DN值和多组暗像元对的暗像元DN值计算得到，暗像元均匀对称分布于不感光区域中。本申请提供的技术方案提高了红外探测器暗背景值计算的准确度。
Description
技术领域
本发明实施例涉及红外光谱仪技术领域，特别是涉及一种红外探测器暗背景值计算方法、装置、设备、系统及计算机可读存储介质。
背景技术
红外光谱仪为能够接收红外波段的光线、以碲镉汞等材料制成的红外探测器、可测量入射红外光线谱线的不同波长位置的强度的装置。红外光谱仪在实际工作过程中，由于红外探测器同时接收光学系统输入光子与暗背景光子，故实际应用中需要扣除暗背景值才能作为实际的光信号，也即红外光谱仪在计算光谱时需要减去暗背景值，得到入射亮度引起的DN值变化，然后用减去暗背景的DN值基于辐射响应函数计算不同波长入射光的亮度。
暗背景为指在红外探测领域中探测器暗电流与光学系统内部热辐射导致的红外探测器响应DN值，其中，暗电流是碲镉汞PN结反偏压条件下，没有入射光时产生的反向直流电流(包括晶体材料表面缺陷形成的泄漏电流和载流子热扩散形成的本征暗电流)，暗电流起因于热激励产生的电子空穴对，耗尽区内产生的热激励为主要原因，其次为耗尽区边缘的少数电荷的热扩散以及界面上产生的热激励。暗电流的产生需要一定的时间，势阱存在时间越长，暗电流也越大。DN值为像元感应入射光产生的电压经过模数变化后生成的无量纲整数值，其与红外传感器的辐射分辨率、地物发射率、大气透过率和散射率等有关。
由于红外探测器同时接收光学系统输入光子与暗背景光子是叠加在一起的，在计算实际光信号时，现有技术通常用测量前后的暗背景值来内插出暗背景值，或者用测试之前或者之后的暗背景值直接作为测试时的暗背景值，然后用减去暗背景的DN值基于辐射响应函数计算不同波长入射光的亮度。
红外光谱仪内部温度环境与焦面温度会随时间发生变化，导致红外探测器的暗背景随时间发生变化，也即由于环境温度变化与焦平面电子学工作时产生的热量会使红外探测器的暗背景DN值升高，短时间内红外探测器的暗背景变化不大，但是，当红外光谱仪长时间工作时，暗背景DN值会随着时间增长而升高，测试之前或之后的暗背景值显然会和实际暗背景值相差越来越大，暗背景漂移的值较大，变化趋势也不好预测，应用在长时间测量场景中误差较大。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种红外探测器暗背景值计算方法、装置、设备、系统及计算机可读存储介质，不受限于红外光谱仪的工作时间，提高了红外探测器暗背景值计算的准确度。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：
本发明实施例一方面提供了一种红外探测器暗背景值计算系统，包括准直镜、光栅、成像镜、狭缝、红外探测器及红外探测器暗背景值计算器；
所述狭缝在所述红外探测器的像长度小于所述红外探测器的空间维长度；
所述红外探测器包括第一不感光区域、第二不感光区域与位于二者之间的感光区域；
所述红外探测器暗背景值计算器与所述红外探测器相连，用于获取所述红外探测器采集的红外光谱仪正常工作状态时暗像元数据，并根据相同工作模式下的感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系，计算所述感光区域中感光像元的暗背景值；
所述线性关系为预先根据所述红外光谱仪处于暗背景工作状态时，所述感光区域中感光像元DN值和多组目标暗像元对的暗像元DN值计算得到感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系；各目标暗像元对的暗像元均匀对称分布在所述第一不感光区域和所述第二不感光区域。
可选的，所述红外光谱仪处于暗背景工作状态为所述红外光谱仪在使用低发射率挡板遮盖其入口时的工作状态。
可选的，所述根据所述红外光谱仪处于暗背景工作状态时，所述感光区域中感光像元DN值和多组目标暗像元对的暗像元DN值计算得到感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系包括：
计算各暗像元DN值之和，并根据暗像元的个数求平均值；
根据所述平均值和所述感光像元DN值计算所述感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系。
本发明实施例另一方面提供了一种红外探测器暗背景值计算方法，包括：
获取红外光谱仪正常工作状态时暗像元数据；
调用所述红外光谱仪当前工作模式对应的感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系；
根据所述暗像元数据和所述线性关系，计算红外探测器的感光区域中感光像元的暗背景值；
其中，所述线性关系与所述红外光谱仪的工作模式相唯一对应，为预先根据所述红外光谱仪处于暗背景工作状态时，所述感光区域中感光像元DN值和多组目标暗像元对的暗像元DN值计算得到感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系；各目标暗像元对的暗像元均匀对称分布在所述红外探测器的第一不感光区域和第二不感光区域。
可选的，所述根据所述暗像元数据和所述线性关系，计算红外探测器的感光区域中感光像元的暗背景值之后，还包括：
获取与所述暗像元数据同一时刻的所述红外光谱仪正常工作状态时感光像元数据；
计算所述感光像元数据和所述暗背景值的差值，作为所述红外光谱仪在该时刻的实际光信号的DN值。
可选的，所述红外光谱仪处于暗背景工作状态为所述红外光谱仪在使用低发射率挡板遮盖其入口时的工作状态。
可选的，所述根据所述红外光谱仪处于暗背景工作状态时，所述感光区域中感光像元DN值和多组目标暗像元对的暗像元DN值计算得到感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系包括：
计算各暗像元DN值之和，并根据暗像元的个数求平均值；
根据所述平均值和所述感光像元DN值计算所述感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系。
本发明实施例还提供了一种红外探测器暗背景值计算装置，包括：
线性关系计算模块，用于根据所述红外光谱仪处于暗背景工作状态时，所述感光区域中感光像元DN值和多组目标暗像元对的暗像元DN值计算得到感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系；各目标暗像元对的暗像元均匀对称分布在所述红外探测器的第一不感光区域和第二不感光区域；
暗像元数据获取模块，用于获取红外光谱仪正常工作状态时暗像元数据；
线性关系调用模块，用于调用所述红外光谱仪当前工作模式对应的感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系；所述线性关系与所述红外光谱仪的工作模式相唯一对应；
暗背景计算模块，用于根据所述暗像元数据和所述线性关系，计算红外探测器的感光区域中感光像元的暗背景值。
本发明实施例还提供了一种红外探测器暗背景值计算设备，包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如前任一项所述红外探测器暗背景值计算方法的步骤。
本发明实施例最后还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有红外探测器暗背景值计算程序，所述红外探测器暗背景值计算程序被处理器执行时实现如前任一项所述红外探测器暗背景值计算方法的步骤。
本发明实施例提供了一种红外探测器暗背景值计算系统，狭缝的像长度小于红外探测器的空间维长度，红外探测器分为第一不感光区域、第二不感光区域与位于二者之间的感光区域，红外探测器将采集的红外光谱仪工作状态的暗像元数据发送至红外探测器暗背景值计算器，使其根据暗像元数据调用相同工作模式下的感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系，计算感光区域中感光像元的暗背景值。线性关系为预先根据红外光谱仪处于暗背景工作状态时，感光区域中感光像元DN值和多组暗像元DN值计算得到感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系；各暗像元均匀对称分布在第一不感光区域和第二不感光区域。
本申请提供的技术方案的优点在于，在红外探测器上设置不感光区域，基于红外焦平面传感器上各个像元暗背景线性关系，利用不感光区域的DN值实时计算感光区域的暗背景值，由于暗背景值为根据同一时刻的暗像元数据计算得到，不受红外光谱仪工作环境温度变化的影响，所以更能准确的接近红外探测器的真实暗背景值，从而有效提高红外探测器暗背景值的计算准确度，解决了现有技术中受限于红外光谱仪的工作时间的问题，也不需要利用光谱仪各个区域温度数据分析光谱仪的暗背景，避免高精度温度传感器的使用，节省红外探测器暗背景值计算成本。
此外，本发明实施例还针对红外探测器暗背景值计算系统提供了相应的方法、装置、设备及计算机可读存储介质，进一步使得所述系统更具有可行性，所述方法、装置、设备及计算机可读存储介质具有相应的优点。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种红外探测器暗背景值计算系统的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种红外探测器的一种具体实施方式的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种红外光谱仪三天内不同工作模式的FOV10Channel250像元DN值变化趋势示意图；
图4为本发明实施例提供的一种不同工作模式下的FOV10Channel250像元DN值与暗像元DN值之间的线形关系示意图；
图5为本发明实施例提供的一种红外探测器暗背景值计算方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种红外探测器暗背景值计算方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的红外探测器暗背景值计算装置的一种具体实施方式结构图；
图8为本发明实施例提供的红外探测器暗背景值计算装置的另一种具体实施方式结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
本申请的发明人经过研究发现，在计算红外光谱仪的实际光信号时，在短时间测量场景中可采用现有技术中的用测量前后的暗背景值来内插出暗背景值，或者用测试之前或者之后的暗背景值直接作为测试时的暗背景值；而在针对长时间测量场景中，红外探测器的暗背景变化与红外焦面温度、仪器温度水平是线性函数关系。暗场校正公式如下：
DNcorrected＝(DNraw-DNref)+coptics(Toptics(t)-Tref_optics)+cFPA(TFPA(t)-Tref_FPA)；
式中，DNcorrected为经暗场校正后的量化DN值，DNraw为未经暗场校正时的实测DN值，DNref为无光入射时在典型温度状态下的参考暗场DN值，coptics为光学系统温度相关暗场校正系数，Toptics(t)为光学系统暗场相关温度，Tref_optics为光学系统暗场相关典型温度，cFPA为探测器温度相关暗场校正系数，TFPA(t)为探测器暗场相关温度，Tref_FPA为探测器暗场相关典型温度。
尽管可以根据红外光谱仪的工作时长选择不同的现有技术进计算暗背景值，但是，红外光谱仪实际使用中，无疑会增加使用者的工作时间，给用户带来不好的使用体验；此外，红外光谱仪的工作时长的界限不好划定，需要使用者具有一定的工作经验。最重要的是，上述暗场计算方法与红外光谱仪器各个部位的温度均有关系，除了需要高精度温度传感器外，还受各个部位温度水平的影响。在仪器不同位置温度变化趋势不同时，分析出的暗背景计算公式就会有一定的误差。
鉴于此，本申请利用红外焦平面上各个像元暗背景线性关系，在红外探测器上设置不感光区域，利用不感光区域的DN值来计算感光区域的暗背景值，采用光学结构设计与算法相结合的方法实时准确计算红外探测器暗背景。
在介绍了本发明实施例的技术方案后，下面详细的说明本申请的各种非限制性实施方式。
首先参见图1，图1为本发明实施例提供的一种红外探测器暗背景值计算系统在一种具体实施方式下的结构示意图，本发明实施例可包括以下内容：
红外探测器暗背景值计算系统包括狭缝1、准直镜2、光栅3、成像镜4、红外探测器5及红外探测器暗背景值计算器6。
入射红外光线通过狭缝1后经过准直镜2、光栅3、成像镜4后成像在红外探测器5的焦平面上。狭缝1、准直镜2、光栅3、成像镜4、红外探测器5的空间位置关系和光路可参见现有的任何一种光谱仪的光学系统结构，这均不影响本申请的实现。
准直镜2可为现有红外光谱仪使用的任何一种准直镜，本申请对此不做任何限定。
光栅3可为现有红外光谱仪使用的任何一种光栅，例如衍射光栅，本申请对此不做任何限定。
成像镜4可为现有红外光谱仪使用的任何一种成像镜，本申请对此不做任何限定。
为了保证红外探测器5具有暗像元区域，狭缝1长度与狭缝1在红外探测器5上的像一般有一定的比例。在制作狭缝1时候需要控制狭缝1的长度，使其在红外探测器5上的像长度小于红外探测器5空间维的长度，举例来说，请参阅图2所示，红外探测器5的空间维长度为256元，狭缝1的像长度小于256元，例如200元，根据狭缝1的像长度计算得到狭缝1的长度。
红外探测器5为将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件，用于采集红外光谱仪正常工作状态时暗像元数据和感光像元数据。红外探测器5可包括第一不感光区域51、第二不感光区域53与位于二者之间的感光区域52，请参阅图2所示，红外探测器5可在其上侧设置第一不感光区域51，下侧设置第二不感光区域53，中间部分为感光区域52。
红外探测器暗背景值计算器6与红外探测器5相连，接收红外探测器5采集的红外光谱仪工作状态时数据。
在红外光谱仪处于暗背景工作状态时，红外探测器暗背景值计算器6获取感光区域中感光像元DN值和多组目标暗像元对的暗像元DN值，各目标暗像元对的暗像元均匀对称分布在第一不感光区域51和第二不感光区域53，也即从第一不感光区域51和第二不感光区域52中选择多组均匀对称分布的暗像元，每两个对称分布暗像元构成一组暗像元对，各暗像元在不同工作模式中均相同，这些像元在焦面电子学设计中与感光区像元具有相同的合并数与积分时间，例如，可以整个感光区域52的中心点为中心，以感光区域52的长度为半径做圆，选择该圆落在第一感光区域51和第二不感光区域53部分上的对称点(像元)构成目标暗像元对。也即在第一不感光区域51和第二不感光区域53均匀选取一些暗像元，例如，在第一不感光区域中选取第一暗像元，以感光区域的中心点为中心，在第二不感光区域选取第二暗像元，第一暗像元和第二暗像元组成一个目标暗像元对。本领域技术人员可根据实际情况选取目标暗像元对的个数以及选取暗像元，本申请对此不做任何限定。
请参阅图3所示，图3为红外光谱仪三天内不同工作模式的FOV10Channel250像元DN值变化趋势，横坐标为时间，纵坐标为DN值，根据这些数据计算得到感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系，请参阅图4所示，图4为不同工作模式下的FOV10Channel250像元DN值与暗像元DN值之间的线形关系，横坐标为暗像元DN值，纵坐标为像元DN值，图中各工作模式下的线性关系重合在一起，为了更方便的看出二者的关系，在各模式旁边附了相应的线段进行表示，其中，直线段表示耀斑工作模式下的FOV10Channel250像元DN值与暗像元DN值之间的线形关系；虚线段———为星下观测模式下的FOV10Channel250像元DN值与暗像元DN值之间的线形关系；虚线段----为Z轴对日定标合并下的FOV10Channel250像元DN值与暗像元DN值之间的线形关系。
在计算感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系时，可先计算各暗像元DN值之和，并根据暗像元的个数求暗像元的平均值，根据平均值和感光像元DN值计算感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系。当然，也可从多个暗像元DN值中选取一部分最佳DN值(即舍弃一些DN值)，利用选取的DN值计算二者的线性关系，具体如何计算，这属于基础的数学知识，此处，便不再赘述。
可选的，在为红外光谱仪创造暗背景工作状态时，可利用低发射率挡板在红外光谱仪实际工作环境下遮住其入口，使其处于暗背景工作状态。当然，也可采用其他方式，只要实现红外光谱仪可处于暗背景工作状态即可，本申请对此不做任何限定。
红外光谱仪具有不同的工作模式，且不同类型的红外光谱仪的工作模式不同，例如工作模式可为合并暗场、耀斑、星下观测模式、Z轴对日定标合并等。在预先计算感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系时，可对红外光谱仪的每种工作模式下采集的感光像元DN值和多组目标暗像元对的暗像元DN值计算该工作模式下的一个线性关系，也即不同工作模式下的感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系不同，工作模式与感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系唯一相对应。
在红外光谱仪实际测量中，也即红外光谱仪处于正常工作状态时，在计算红外探测器的暗背景时，红外探测器暗背景值计算器6获取红外探测器5采集的暗像元数据，根据相同工作模式下的感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系，计算感光区域中感光像元的暗背景值。
举例来说，红外光谱仪在耀斑工作模式下进行测量，红外探测器5的焦面电路采集当前时刻的暗像元数据和感光像元数据，并将这些数据发送至红外探测器暗背景值计算器6，红外探测器暗背景值计算器6根据暗像元数据，和耀斑工作模式下感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系计算感光像元的暗背景值，然后利用感光像元数据减去暗背景值作为当前时刻红外光谱仪接收的实际光信号的值，用于后续不同波长入射光的亮度的计算。
在本发明实施例提供的技术方案中，本发明实施例在红外探测器上设置不感光区域，基于红外焦平面传感器上各个像元暗背景线性关系，利用不感光区域的DN值实时计算感光区域的暗背景值，由于暗背景值为根据同一时刻的暗像元数据计算得到，不受红外光谱仪工作环境温度变化的影响，所以更能准确的接近红外探测器的真实暗背景值，从而有效提高红外探测器暗背景值的计算准确度，解决了现有技术中受限于红外光谱仪的工作时间的问题，也不需要利用光谱仪各个区域温度数据分析光谱仪的暗背景，避免高精度温度传感器的使用，节省红外探测器暗背景值计算成本。
本发明实施例还针对红外探测器暗背景值计算系统提供了相应的实现算法，进一步使得所述系统更具有可行性。下面对本发明实施例提供的红外探测器暗背景值计算方法进行介绍，下文描述的红外探测器暗背景值计算方法与上文描述的红外探测器暗背景值计算系统可相互对应参照。
请参见图5，图5为本发明实施例提供的一种红外探测器暗背景值计算方法的流程示意图，本发明实施例可包括以下内容：
S501：获取红外光谱仪正常工作状态时暗像元数据。
正常工作状态为红外光谱仪实际测量时的状态，正常工作状态包括多种工作模式。
S502：调用红外光谱仪当前工作模式对应的感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系。
线性关系与红外光谱仪的工作模式相唯一对应，为预先根据红外光谱仪处于暗背景工作状态时，感光区域中感光像元DN值和多组目标暗像元对的暗像元DN值计算得到感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系；各目标暗像元对的暗像元均匀对称分布在红外探测器的第一不感光区域和第二不感光区域。
可选的，可计算各暗像元DN值之和，并根据暗像元的个数求平均值；根据平均值和感光像元DN值计算感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系。
S503：根据暗像元数据和线性关系，计算红外探测器的感光区域中感光像元的暗背景值。
可选的，红外光谱仪处于暗背景工作状态为红外光谱仪在使用低发射率挡板遮盖其入口时的工作状态。
基于上述实施例，请参阅图6，还可包括：
S504：获取与暗像元数据同一时刻的红外光谱仪正常工作状态时感光像元数据。
感光像元数据与暗像元数据为红外探测器在同一时刻采集的数据，暗像元数据中包含感光区域的暗像元值和不感光区域(第一不感光区域和第二不感光区域)的暗像元值。
S505：计算感光像元数据和暗背景值的差值，作为红外光谱仪在该时刻的实际光信号的DN值。
由上可知，本发明实施例有效的提高了红外探测器暗背景值的计算准确度，解决了现有技术中受限于红外光谱仪的工作时间的问题，也不需要利用光谱仪各个区域温度数据分析光谱仪的暗背景，避免高精度温度传感器的使用，节省红外探测器暗背景值计算成本。
本发明实施例还针对红外探测器暗背景值计算方法提供了相应的实现装置，进一步使得所述方法更具有实用性，下文描述的红外探测器暗背景值计算装置与上文描述的红外探测器暗背景值计算方法可相互对应参照。
参见图7，图7为本发明实施例提供的红外探测器暗背景值计算装置在一种具体实施方式下的结构图，该装置可包括：
线性关系计算模块701，用于根据红外光谱仪处于暗背景工作状态时，感光区域中感光像元DN值和多组目标暗像元对的暗像元DN值计算得到感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系；各目标暗像元对的暗像元均匀对称分布在红外探测器的第一不感光区域和第二不感光区域；
暗像元数据获取模块702，用于获取红外光谱仪正常工作状态时暗像元数据；
线性关系调用模块703，用于调用红外光谱仪当前工作模式对应的感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系；线性关系与红外光谱仪的工作模式相唯一对应；
暗背景计算模块704，用于根据暗像元数据和线性关系，计算红外探测器的感光区域中感光像元的暗背景值。
可选的，在本实施例的一些实施方式中，请参阅图8，所述装置例如还可以包括实际光信号计算模块705，所述实际光信号计算模块705可包括：
感光像元数据获取子模块，用于获取与暗像元数据同一时刻的红外光谱仪正常工作状态时感光像元数据；
计算子模块，用于计算感光像元数据和暗背景值的差值，作为红外光谱仪在该时刻的实际光信号的DN值。
可选的，在本实施例的另一些实施方式中，所述线性关系计算模块701例如还可以包括：
平均值计算子模块，用于计算各暗像元DN值之和，并根据暗像元的个数求平均值；
线性关系计算子模块，用于根据平均值和感光像元DN值计算感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系。
本发明实施例所述红外探测器暗背景值计算装置的各功能模块的功能可根据上述系统实施例中的红外探测器暗背景值计算器具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。
由上可知，本发明实施例有效的提高了红外探测器暗背景值的计算准确度，解决了现有技术中受限于红外光谱仪的工作时间的问题，也不需要利用光谱仪各个区域温度数据分析光谱仪的暗背景，避免高精度温度传感器的使用，节省红外探测器暗背景值计算成本。
本发明实施例还提供了一种红外探测器暗背景值计算设备，具体可包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序以实现如上任意一实施例所述红外探测器暗背景值计算方法的步骤。
本发明实施例所述红外探测器暗背景值计算设备的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。
由上可知，本发明实施例有效的提高了红外探测器暗背景值的计算准确度，解决了现有技术中受限于红外光谱仪的工作时间的问题，也不需要利用光谱仪各个区域温度数据分析光谱仪的暗背景，避免高精度温度传感器的使用，节省红外探测器暗背景值计算成本。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有红外探测器暗背景值计算程序，所述红外探测器暗背景值计算程序被处理器执行时如上任意一实施例所述红外探测器暗背景值计算方法的步骤。
本发明实施例所述计算机可读存储介质的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。
由上可知，本发明实施例有效的提高了红外探测器暗背景值的计算准确度，解决了现有技术中受限于红外光谱仪的工作时间的问题，也不需要利用光谱仪各个区域温度数据分析光谱仪的暗背景，避免高精度温度传感器的使用，节省红外探测器暗背景值计算成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的一种红外探测器暗背景值计算方法、装置、设备、系统及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种红外探测器暗背景值计算系统，包括准直镜、光栅、成像镜，其特征在于，还包括狭缝、红外探测器及红外探测器暗背景值计算器；
所述狭缝在所述红外探测器的像长度小于所述红外探测器的空间维长度；
所述红外探测器包括第一不感光区域、第二不感光区域与位于二者之间的感光区域；
所述红外探测器暗背景值计算器与所述红外探测器相连，用于获取所述红外探测器采集的红外光谱仪正常工作状态时暗像元数据，并根据相同工作模式下的感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系，计算所述感光区域中感光像元的暗背景值；
所述线性关系为预先根据所述红外光谱仪处于暗背景工作状态时，所述感光区域中感光像元DN值和多组目标暗像元对的暗像元DN值计算得到感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系；各目标暗像元对的暗像元均匀对称分布在所述第一不感光区域和所述第二不感光区域。
2.根据权利要求1所述的红外探测器暗背景值计算系统，其特征在于，所述红外光谱仪处于暗背景工作状态为所述红外光谱仪在使用低发射率挡板遮盖其入口时的工作状态。
3.根据权利要求2所述的红外探测器暗背景值计算系统，其特征在于，所述根据所述红外光谱仪处于暗背景工作状态时，所述感光区域中感光像元DN值和多组目标暗像元对的暗像元DN值计算得到感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系包括：
计算各暗像元DN值之和，并根据暗像元的个数求平均值；
根据所述平均值和所述感光像元DN值计算所述感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系。
4.一种红外探测器暗背景值计算方法，其特征在于，包括：
获取红外光谱仪正常工作状态时暗像元数据；
调用所述红外光谱仪当前工作模式对应的感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系；
根据所述暗像元数据和所述线性关系，计算红外探测器的感光区域中感光像元的暗背景值；
其中，所述线性关系与所述红外光谱仪的工作模式相唯一对应，为预先根据所述红外光谱仪处于暗背景工作状态时，所述感光区域中感光像元DN值和多组目标暗像元对的暗像元DN值计算得到感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系；各目标暗像元对的暗像元均匀对称分布在所述红外探测器的第一不感光区域和第二不感光区域。
5.根据权利要求4所述的红外探测器暗背景值计算方法，其特征在于，所述根据所述暗像元数据和所述线性关系，计算红外探测器的感光区域中感光像元的暗背景值之后，还包括：
获取与所述暗像元数据同一时刻的所述红外光谱仪正常工作状态时感光像元数据；
计算所述感光像元数据和所述暗背景值的差值，作为所述红外光谱仪在该时刻的实际光信号的DN值。
6.根据权利要求5所述的红外探测器暗背景值计算方法，其特征在于，所述红外光谱仪处于暗背景工作状态为所述红外光谱仪在使用低发射率挡板遮盖其入口时的工作状态。
7.根据权利要求5所述的红外探测器暗背景值计算方法，其特征在于，所述根据所述红外光谱仪处于暗背景工作状态时，所述感光区域中感光像元DN值和多组目标暗像元对的暗像元DN值计算得到感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系包括：
计算各暗像元DN值之和，并根据暗像元的个数求平均值；
根据所述平均值和所述感光像元DN值计算所述感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系。
8.一种红外探测器暗背景值计算装置，其特征在于，包括：
线性关系计算模块，用于根据所述红外光谱仪处于暗背景工作状态时，所述感光区域中感光像元DN值和多组目标暗像元对的暗像元DN值计算得到感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系；各目标暗像元对的暗像元均匀对称分布在所述红外探测器的第一不感光区域和第二不感光区域；
暗像元数据获取模块，用于获取红外光谱仪正常工作状态时暗像元数据；
线性关系调用模块，用于调用所述红外光谱仪当前工作模式对应的感光像元DN值和暗像元DN值的线性关系；所述线性关系与所述红外光谱仪的工作模式相唯一对应；
暗背景计算模块，用于根据所述暗像元数据和所述线性关系，计算红外探测器的感光区域中感光像元的暗背景值。
9.一种红外探测器暗背景值计算设备，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求4至7任一项所述红外探测器暗背景值计算方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有红外探测器暗背景值计算程序，所述红外探测器暗背景值计算程序被处理器执行时实现如权利要求4至7任一项所述红外探测器暗背景值计算方法的步骤。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115020434A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-09-06 | 北京智创芯源科技有限公司 | 一种红外探测器及其暗电流剔除方法、装置和设备 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080055601A1 (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-06 | Micron Technology, Inc. | Image sensor defect identification using optical flare |
| US20140268136A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | P & P Optica, Inc. | Apparatus and method for optimizing data capture and data correction for spectroscopic analysis |
| CN104089702A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-10-08 | 力合科技（湖南）股份有限公司 | 一种光源系统及气体分析仪 |
| CN105841815A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种成像光谱仪ccd光谱图像暗电流校正方法 |
| CN107727231A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-02-23 | 中国科学院光电研究院 | 一种对光谱成像仪条带噪声进行修正的方法 |
-
2018
- 2018-09-29 CN CN201811148770.5A patent/CN109141634B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080055601A1 (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-06 | Micron Technology, Inc. | Image sensor defect identification using optical flare |
| US20140268136A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | P & P Optica, Inc. | Apparatus and method for optimizing data capture and data correction for spectroscopic analysis |
| CN104089702A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-10-08 | 力合科技（湖南）股份有限公司 | 一种光源系统及气体分析仪 |
| CN105841815A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种成像光谱仪ccd光谱图像暗电流校正方法 |
| CN107727231A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-02-23 | 中国科学院光电研究院 | 一种对光谱成像仪条带噪声进行修正的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张宇 等: ""行间转移大面阵CCD相机的Smear噪声实时去除"", 《光学精密工程》 * |
| 李诚良 等: ""CO2探测仪近红外焦平面无效像元检测方法"", 《长春理工大学学报（自然科学版）》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115020434A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-09-06 | 北京智创芯源科技有限公司 | 一种红外探测器及其暗电流剔除方法、装置和设备 |
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