CN111121974A - 一种多段自适应红外非均匀性校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多段自适应红外非均匀性校正方法，具体包括如下步骤：步骤1：设备的通电及预处理，步骤2：基于定标的非均匀性校正，步骤3：基于场景的非均匀性校正，步骤4：校正结果的比较输出，步骤5：报告打印，本发明涉及红外非均匀性校正技术领域。该多段自适应红外非均匀性校正方法，使得多段自适应红外非均匀性校正方法可以通过先预热再对像素点进行校正然后将整体图像载入系统中的方法进行校正，并且可以有效的将数据保存，解决了因为材料和工艺的原因，焦平面探测单元的响应率很难做到一致，这就会造成对着均匀辐射目标最后探测器给出的响应电压不一样，直接后果就是成像效果不理想的问题。
Description
技术领域
本发明涉及红外非均匀性校正技术领域，具体为一种多段自适应红外非均匀性校正方法。
背景技术
几乎所有利用或者发射能量的物体在发生故障前都会产生发热现象。保证电气和机械系统运行可靠性的关键便是对能源的有效管理。现在，红外成像技术已毋庸质疑地成为预防性维护领域最有效的检测工具，它能够在设备发生故障之前，快速、准确、安全的发现故障。在一个电气接点发生故障之前及时发现并进行维修，可以节省或避免因此造成的生产停工、产量下降、能源损耗、火灾甚至灾难性故障所带来的高昂代价。
在军用、安防、道路检测和工业产品检测领域，红外成像系统的使用越来越广泛，但是因为材料和工艺的原因，焦平面探测单元的响应率很难做到一致，这就会造成对着均匀辐射目标最后探测器给出的响应电压不一样，带来的直接后果就是成像效果不理想，另外传统的校正都是采用一种具体校正方法进行校正，校正效果不佳。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种多段自适应红外非均匀性校正方法，解决了因为材料和工艺的原因，焦平面探测单元的响应率很难做到一致，这就会造成对着均匀辐射目标最后探测器给出的响应电压不一样，带来的直接后果就是成像效果不理想，另外传统的校正都是采用一种具体校正方法进行校正，校正效果不佳的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种多段自适应红外非均匀性校正方法，具体包括如下步骤：
步骤1：设备的通电及预处理：通过电源模块对校正控制管理模块和报告打印模块供电；
步骤2：基于定标的非均匀性校正模块：通过低温和高温相关图像读取模块对图像进行详细扫描录入，通过各像素校正系数计算模块对录入读取的像素点进行校正，通过校正参数表生成模块将相关校正数据制成关系型表格，然后通过设备载入待校正图像模块将整体图像载入系统中，最后通过数据校正保存模块将相关校正后的数据保存；
步骤3：基于场景的非均匀性校正模块：通过光学系统辐射感应模块采用合适的光学设备对热辐射场区进行感应，通过焦平面阵列工作模块对焦平面进行阵列工作，通过高速模数转换处理模块将上述相关信号进行模数转变，采集信号处理模块对转变后的信号进行处理，然后通过数模信号转换模块将转换后的信号再转换成模拟信号并且通过显示单元进行显示；
步骤4：校正结果的比较输出：通过校正初值比较模块对校正后的数值进行比较，通过结果留存显示模块将显示结果推送至显示单元进行显示，最后通过校正日志上传模块生成日志并上传至网络数据库；
步骤5：报告打印模块：当工作人员需要对校正过程进行追溯查询时，通过观察显示单元，将需要的工作日志通过报告打印模块完整打印。
本方法还包含一种多段自适应红外非均匀性校正系统，包括校正控制管理模块，所述校正控制管理模块的输出端与显示单元和报告打印模块的输入端电性连接，所述校正控制管理模块的输入端与电源模块的输出端电性连接，所述校正控制管理模块与基于定标的非均匀性校正模块、基于场景的非均匀性校正模块和输出管理控制模块实现双向连接，所述校正控制管理模块与网络数据库和数据缓冲模块实现双向连接，所述基于定标的非均匀性校正模块包括软硬件工作设备预热模块、低温和高温相关图像读取模块、各像素校正系数计算模块、校正参数表生成模块、设备载入待校正图像模块和数据校正保存模块
优选的，所述软硬件工作设备预热模块的输出端与低温和高温相关图像读取模块的输入端电性连接，所述低温和高温相关图像读取模块的输出端与各像素校正系数计算模块的输入端电性连接，所述各像素校正系数计算模块的输出端与校正参数表生成模块的输入端电性连接，所述校正参数表生成模块的输出端与设备载入待校正图像模块的输入端电性连接，所述设备载入待校正图像模块的输出端与数据校正保存模块的输入端电性连接。
优选的，所述基于场景的非均匀性校正模块包括光学系统辐射感应模块、焦平面阵列工作模块、高速模数转换处理模块、采集信号处理模块和数模信号转换模块。
优选的，所述光学系统辐射感应模块的输出端与焦平面阵列工作模块的输入端电性连接，所述焦平面阵列工作模块的输出端与高速模数转换处理模块的输入端电性连接，所述高速模数转换处理模块的输出端与采集信号处理模块的输入端电性连接，所述采集信号处理模块的输出端与数模信号转换模块的输入端电性连接，所述数模信号转换模块的输出端与显示单元的输入端电性连接。
优选的，所述输出管理控制模块包括校正初值比较模块、结果留存显示模块和校正日志上传模块。
优选的，所述校正初值比较模块的输出端与结果留存显示模块的输入端电性连接，所述结果留存显示模块的输出端与校正日志上传模块。
优选的，所述校正初值比较模块与数据缓冲模块实现双向连接，所述结果留存显示模块的输出端与显示单元的输入端电性连接，所述校正日志上传模块的输出端与网络数据库的输入端电性连接。
(三)有益效果
本发明提供了一种多段自适应红外非均匀性校正方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：
(1)、该多段自适应红外非均匀性校正方法，通过软硬件工作设备预热模块的输出端与低温和高温相关图像读取模块的输入端电性连接，低温和高温相关图像读取模块的输出端与各像素校正系数计算模块的输入端电性连接，各像素校正系数计算模块的输出端与校正参数表生成模块的输入端电性连接，校正参数表生成模块的输出端与设备载入待校正图像模块的输入端电性连接，设备载入待校正图像模块的输出端与数据校正保存模块的输入端电性连接，通过基于定标的非均匀性校正模块中的软硬件工作设备预热模块、低温和高温相关图像读取模块、各像素校正系数计算模块、校正参数表生成模块、设备载入待校正图像模块和数据校正保存模块的联合设置，使得多段自适应红外非均匀性校正方法可以通过先预热再对像素点进行校正然后将整体图像载入系统中的方法进行校正，并且可以有效的将数据保存，因为该方法是对像素点逐个校正，解决了因为材料和工艺的原因，焦平面探测单元的响应率很难做到一致，这就会造成对着均匀辐射目标最后探测器给出的响应电压不一样，直接后果就是成像效果不理想的问题。
(2)、该多段自适应红外非均匀性校正方法，通过光学系统辐射感应模块的输出端与焦平面阵列工作模块的输入端电性连接，焦平面阵列工作模块的输出端与高速模数转换处理模块的输入端电性连接，高速模数转换处理模块的输出端与采集信号处理模块的输入端电性连接，采集信号处理模块的输出端与数模信号转换模块的输入端电性连接，数模信号转换模块的输出端与显示单元的输入端电性连接，通过基于场景的非均匀性校正模块中光学系统辐射感应模块、焦平面阵列工作模块、高速模数转换处理模块、采集信号处理模块和数模信号转换模块的联合设置，使得校正时通过焦平面阵列工作后对信号进行模数转变，然后通过数字信号处理提高了信号的精度，并且通过数模信号转换方便工作人员观测，进一步提高了基于场景的非均匀性校正方法的精确程度，解决了传统的校正都是采用一种具体校正方法进行校正，校正效果不佳的问题。
(3)、该多段自适应红外非均匀性校正方法，通过校正初值比较模块的输出端与结果留存显示模块的输入端电性连接，结果留存显示模块的输出端与校正日志上传模块，校正初值比较模块与数据缓冲模块实现双向连接，结果留存显示模块的输出端与显示单元的输入端电性连接，校正日志上传模块的输出端与网络数据库的输入端电性连接，通过输出管理控制模块中校正初值比较模块、结果留存显示模块和校正日志上传模块的联合设置，使得校正系统可以通过结果的完整对比，将最佳的校正结果输出至显示单元，并且及时通过日志保存，方便后期追溯。
附图说明
图1为本发明结的系统原理框图；
图2为本发明基于定标的非均匀性校正模块的系统原理框图；
图3为本发明基于场景的非均匀性校正模块的系统原理框图；
图4为本发明输出管理控制模块的系统原理框图。
图中，1、校正控制管理模块；2、显示单元；3、报告打印模块；4、电源模块；5、基于定标的非均匀性校正模块；51、软硬件工作设备预热模块；52、低温和高温相关图像读取模块；53、各像素校正系数计算模块；54、校正参数表生成模块；55、设备载入待校正图像模块；56、数据校正保存模块；6、基于场景的非均匀性校正模块；61、光学系统辐射感应模块；62、焦平面阵列工作模块；63、高速模数转换处理模块；64、采集信号处理模块；65、数模信号转换模块；7、输出管理控制模块；71、校正初值比较模块；72、结果留存显示模块；73、校正日志上传模块；8、网络数据库；9、数据缓冲模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
请参阅图1-4，本发明实施例提供一种技术方案：一种多段自适应红外非均匀性校正方法，具体包括如下步骤：
步骤1：设备的通电及预处理：通过电源模块对校正控制管理模块和报告打印模块供电；
步骤2：基于定标的非均匀性校正模块：通过低温和高温相关图像读取模块对图像进行详细扫描录入，通过各像素校正系数计算模块对录入读取的像素点进行校正，通过校正参数表生成模块将相关校正数据制成关系型表格，然后通过设备载入待校正图像模块将整体图像载入系统中，最后通过数据校正保存模块将相关校正后的数据保存；
步骤3：基于场景的非均匀性校正模块：通过光学系统辐射感应模块采用合适的光学设备对热辐射场区进行感应，通过焦平面阵列工作模块对焦平面进行阵列工作，通过高速模数转换处理模块将上述相关信号进行模数转变，采集信号处理模块对转变后的信号进行处理，然后通过数模信号转换模块将转换后的信号再转换成模拟信号并且通过显示单元进行显示；
步骤4：校正结果的比较输出：通过校正初值比较模块对校正后的数值进行比较，通过结果留存显示模块将显示结果推送至显示单元进行显示，最后通过校正日志上传模块生成日志并上传至网络数据库；
步骤5：报告打印模块：当工作人员需要对校正过程进行追溯查询时，通过观察显示单元，将需要的工作日志通过报告打印模块完整打印。
本方法还包含一种多段自适应红外非均匀性校正系统，包括校正控制管理模块1，校正控制管理模块1的输出端与显示单元2和报告打印模块3的输入端电性连接，校正控制管理模块1的输入端与电源模块4的输出端电性连接，校正控制管理模块1与基于定标的非均匀性校正模块5、基于场景的非均匀性校正模块6和输出管理控制模块7实现双向连接，校正控制管理模块1与网络数据库8和数据缓冲模块9实现双向连接，基于定标的非均匀性校正模块5包括软硬件工作设备预热模块51、低温和高温相关图像读取模块52、各像素校正系数计算模块53、校正参数表生成模块54、设备载入待校正图像模块55和数据校正保存模块56，软硬件工作设备预热模块51的输出端与低温和高温相关图像读取模块52的输入端电性连接，低温和高温相关图像读取模块52的输出端与各像素校正系数计算模块53的输入端电性连接，各像素校正系数计算模块53的输出端与校正参数表生成模块54的输入端电性连接，校正参数表生成模块54的输出端与设备载入待校正图像模块55的输入端电性连接，设备载入待校正图像模块55的输出端与数据校正保存模块56的输入端电性连接，基于场景的非均匀性校正模块6包括光学系统辐射感应模块61、焦平面阵列工作模块62、高速模数转换处理模块63、采集信号处理模块64和数模信号转换模块65，光学系统辐射感应模块61的输出端与焦平面阵列工作模块62的输入端电性连接，焦平面阵列工作模块62的输出端与高速模数转换处理模块63的输入端电性连接，高速模数转换处理模块63的输出端与采集信号处理模块64的输入端电性连接，采集信号处理模块64的输出端与数模信号转换模块65的输入端电性连接，数模信号转换模块65的输出端与显示单元2的输入端电性连接，输出管理控制模块7包括校正初值比较模块71、结果留存显示模块72和校正日志上传模块73，校正初值比较模块71的输出端与结果留存显示模块72的输入端电性连接，结果留存显示模块72的输出端与校正日志上传模块73，校正初值比较模块71与数据缓冲模块9实现双向连接，结果留存显示模块72的输出端与显示单元2的输入端电性连接，校正日志上传模块73的输出端与网络数据库8的输入端电性连接。
采集信号处理模块64包括对信号进行变换、滤波、调制、解调、检测以及谱分析，通过基于定标的非均匀性校正模块5中的软硬件工作设备预热模块51、低温和高温相关图像读取模块52、各像素校正系数计算模块53、校正参数表生成模块54、设备载入待校正图像模块55和数据校正保存模块56的联合设置，使得多段自适应红外非均匀性校正方法可以通过先预热再对像素点进行校正然后将整体图像载入系统中的方法进行校正，并且可以有效的将数据保存，因为该方法是对像素点逐个校正，解决了因为材料和工艺的原因，焦平面探测单元的响应率很难做到一致，这就会造成对着均匀辐射目标最后探测器给出的响应电压不一样，直接后果就是成像效果不理想的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种多段自适应红外非均匀性校正方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤1：设备的通电及预处理：通过电源模块对校正控制管理模块和报告打印模块供电；
步骤2：基于定标的非均匀性校正：通过低温和高温相关图像读取模块对图像进行详细扫描录入，通过各像素校正系数计算模块对录入读取的像素点进行校正，通过校正参数表生成模块将相关校正数据制成关系型表格，然后通过设备载入待校正图像模块将整体图像载入系统中，最后通过数据校正保存模块将相关校正后的数据保存；
步骤3：基于场景的非均匀性校正：通过光学系统辐射感应模块采用合适的光学设备对热辐射场区进行感应，通过焦平面阵列工作模块对焦平面进行阵列工作，通过高速模数转换处理模块将上述相关信号进行模数转变，采集信号处理模块对转变后的信号进行处理，然后通过数模信号转换模块将转换后的信号再转换成模拟信号并且通过显示单元进行显示；
步骤4：校正结果的比较输出：通过校正初值比较模块对校正后的数值进行比较，通过结果留存显示模块将显示结果推送至显示单元进行显示，最后通过校正日志上传模块生成日志并上传至网络数据库；
步骤5：报告打印：当工作人员需要对校正过程进行追溯查询时，通过观察显示单元，将需要的工作日志通过报告打印模块完整打印。
2.一种多段自适应红外非均匀性校正系统，包括校正控制管理模块(1)，其特征在于：所述校正控制管理模块(1)的输出端与显示单元(2)和报告打印模块(3)的输入端电性连接，所述校正控制管理模块(1)的输入端与电源模块(4)的输出端电性连接，所述校正控制管理模块(1)与基于定标的非均匀性校正模块(5)、基于场景的非均匀性校正模块(6)和输出管理控制模块(7)实现双向连接，所述校正控制管理模块(1)与网络数据库(8)和数据缓冲模块(9)实现双向连接，所述基于定标的非均匀性校正模块(5)包括软硬件工作设备预热模块(51)、低温和高温相关图像读取模块(52)、各像素校正系数计算模块(53)、校正参数表生成模块(54)、设备载入待校正图像模块(55)和数据校正保存模块(56)。
3.根据权利要求2所述的一种多段自适应红外非均匀性校正系统，其特征在于：所述软硬件工作设备预热模块(51)的输出端与低温和高温相关图像读取模块(52)的输入端电性连接，所述低温和高温相关图像读取模块(52)的输出端与各像素校正系数计算模块(53)的输入端电性连接，所述各像素校正系数计算模块(53)的输出端与校正参数表生成模块(54)的输入端电性连接，所述校正参数表生成模块(54)的输出端与设备载入待校正图像模块(55)的输入端电性连接，所述设备载入待校正图像模块(55)的输出端与数据校正保存模块(56)的输入端电性连接。
4.根据权利要求2所述的一种多段自适应红外非均匀性校正系统，其特征在于：所述基于场景的非均匀性校正模块(6)包括光学系统辐射感应模块(61)、焦平面阵列工作模块(62)、高速模数转换处理模块(63)、采集信号处理模块(64)和数模信号转换模块(65)。
5.根据权利要求4所述的一种多段自适应红外非均匀性校正系统，其特征在于：所述光学系统辐射感应模块(61)的输出端与焦平面阵列工作模块(62)的输入端电性连接，所述焦平面阵列工作模块(62)的输出端与高速模数转换处理模块(63)的输入端电性连接，所述高速模数转换处理模块(63)的输出端与采集信号处理模块(64)的输入端电性连接，所述采集信号处理模块(64)的输出端与数模信号转换模块(65)的输入端电性连接，所述数模信号转换模块(65)的输出端与显示单元(2)的输入端电性连接。
6.根据权利要求2所述的一种多段自适应红外非均匀性校正系统，其特征在于：所述输出管理控制模块(7)包括校正初值比较模块(71)、结果留存显示模块(72)和校正日志上传模块(73)。
7.根据权利要求6所述的一种多段自适应红外非均匀性校正系统，其特征在于：所述校正初值比较模块(71)的输出端与结果留存显示模块(72)的输入端电性连接，所述结果留存显示模块(72)的输出端与校正日志上传模块(73)。
8.根据权利要求6所述的一种多段自适应红外非均匀性校正系统，其特征在于：所述校正初值比较模块(71)与数据缓冲模块(9)实现双向连接，所述结果留存显示模块(72)的输出端与显示单元(2)的输入端电性连接，所述校正日志上传模块(73)的输出端与网络数据库(8)的输入端电性连接。
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