CN113532664A - 红外图像非均匀性校正k系数的获取方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种红外图像非均匀性校正K系数的获取方法、设备及存储介质，该方法包括：控制环境温度，预先标定各温度点下的低温黑体均匀面本底，并存贮在成像模组的存储单元中；成像模组上电后，闭合快门片，获得当前环境温度下实时的高温均匀面本底；同时在存储单元中搜索当前环境温度对应的低温黑体均匀面本底；根据获得的高温均匀面本底和搜索的低温黑体均匀面本底，实时获取K值。本申请可以实时计算K值，在快门校正的时候更新当前环温更匹配的K值，解决了固定K值无法适应整个工作温区的问题，并且计算的实时K值与焦平面当前像素值更加匹配，使得非均匀性校正之后的图像更加均匀光滑。

Description

红外图像非均匀性校正K系数的获取方法、设备及介质

技术领域

本发明涉及红外成像技术领域，特别是涉及一种红外图像非均匀性校正K系数的获取方法、设备及存储介质。

背景技术

在红外成像算法中，非均匀性校正(nonuniformity correction，简称NUC)方法为：y＝K×x+B；其中，x是红外探测器焦平面像素的原始值，B是修正焦平面的本底值，K是焦平面像素点的响应斜率的校正斜率，y是非均匀校正之后的均匀图像。

但是，目前由于红外探测器焦平面的每个像素点在不同的环温下的响应曲线的斜率K并不相同，非均匀校正中的某个温度点的固定K值无法适应整个工作温区。

因此，如何解决固定K值无法适应整个工作温区的问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种红外图像非均匀性校正K系数的获取方法、设备及存储介质，可以实时计算K值，在快门校正的时候更新当前环温更匹配的K值，使非均匀性校正之后的图像更加均匀光滑。其具体方案如下：

一种红外图像非均匀性校正K系数的获取方法，包括：

控制环境温度，预先标定各温度点下的低温黑体均匀面本底，并存贮在成像模组的存储单元中；

成像模组上电后，闭合快门片，获得当前环境温度下实时的高温均匀面本底；

同时在所述存储单元中搜索所述当前环境温度对应的所述低温黑体均匀面本底；

根据获得的所述高温均匀面本底和搜索的所述低温黑体均匀面本底，实时获取K值。

优选地，在本发明实施例提供的上述红外图像非均匀性校正K系数的获取方法中，所述控制环境温度，预先标定各温度点下的低温黑体均匀面本底，包括：

将环境温度控制在设定范围内，按照设定的温度间隔预先标定低温黑体均匀面本底。

优选地，在本发明实施例提供的上述红外图像非均匀性校正K系数的获取方法中，当所述设定范围为[T_L,T_H]时，所述设定的温度间隔为ΔT时，所述将环境温度控制在设定范围内，按照设定的温度间隔预先标定低温黑体均匀面本底，包括：

将环境温度控制在T_L温度点，并将黑体设定到相同的温度T_L，成像模组对准黑体，待成像模组在温度T_L下稳定后，将探测器输出的整帧原始像素值作为第一个低温黑体均匀面本底；

将环境温度升高至在T_L+ΔT温度点，并将黑体设定到相同的温度T_L+ΔT，成像模组对准黑体，待成像模组在温度T_L+ΔT下稳定后，将探测器输出的整帧原始像素值作为第二个低温黑体均匀面本底；

依次将环境温度升高至在T_L+2×ΔT、T_L+3×ΔT、…、T_L+m×ΔT温度点，并将黑体依次设定到相同的温度T_L+2×ΔT、T_L+3×ΔT、…、T_L+m×ΔT，成像模组对准黑体，待成像模组依次在温度T_L+2×ΔT、T_L+3×ΔT、…、T_L+m×ΔT下稳定后，将探测器依次输出的整帧原始像素值作为其余低温黑体均匀面本底；m为低温黑体均匀面本底的总个数。

优选地，在本发明实施例提供的上述红外图像非均匀性校正K系数的获取方法中，所述闭合快门片，获得当前环境温度下实时的高温均匀面本底，包括：

将快门片作为类黑体的高温均匀面，在闭合快门片后，获得当前红外焦平面对准所述快门片时探测器输出的整帧原始像素值作为当前环境温度下实时的高温均匀面本底。

优选地，在本发明实施例提供的上述红外图像非均匀性校正K系数的获取方法中，所述在所述存储单元中搜索所述当前环境温度对应的所述低温黑体均匀面本底，包括：

判断所述存储单元是否存贮所述当前环境温度下的所述低温黑体均匀面本底；

若是，则搜索所述当前环境温度下的所述低温黑体均匀面本底；

若否，则搜索温度小于所述当前环境温度的最近邻温度点下的所述低温黑体均匀面本底。

优选地，在本发明实施例提供的上述红外图像非均匀性校正K系数的获取方法中，采用第一公式和第二公式实时获取K值；所述第一公式和所述第二公式分别为：

其中，N为红外焦平面的像素总数，i为像素的编号，i＝{1,2,3,...,N}，

为所述低温黑体均匀面本底，

为所述高温均匀面本底，K_FPA为整个红外焦平面的期望K值，K_i为N个像素各自对应的K值。

优选地，在本发明实施例提供的上述红外图像非均匀性校正K系数的获取方法中，采用第三公式计算低温黑体均匀面本底的总个数；所述第三公式为：

本发明实施例还提供了一种红外图像非均匀性校正K系数的获取设备，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序时实现如本发明实施例提供的上述红外图像非均匀性校正K系数的获取方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例提供的上述红外图像非均匀性校正K系数的获取方法。

从上述技术方案可以看出，本发明所提供的一种红外图像非均匀性校正K系数的获取方法，包括：控制环境温度，预先标定各温度点下的低温黑体均匀面本底，并存贮在成像模组的存储单元中；成像模组上电后，闭合快门片，获得当前环境温度下实时的高温均匀面本底；同时在存储单元中搜索当前环境温度对应的低温黑体均匀面本底；根据获得的高温均匀面本底和搜索的低温黑体均匀面本底，实时获取K值。

本发明可以实时计算K值，在快门校正的时候更新当前环温更匹配的K值，解决了固定K值无法适应整个工作温区的问题，并且计算的实时K值与焦平面当前像素值更加匹配，使得非均匀性校正之后的图像更加均匀光滑。此外，本发明还针对红外图像非均匀性校正K系数的获取方法提供了相应的设备及计算机可读存储介质，进一步使得上述方法更具有实用性，该设备及计算机可读存储介质具有相应的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的红外图像非均匀性校正K系数的获取方法的流程图。

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。

本发明提供一种红外图像非均匀性校正K系数的获取方法，如图1所示，包括以下步骤：

S101、控制环境温度，预先标定各温度点下的低温黑体均匀面本底，并存贮在成像模组的存储单元中；

在实际应用中，无法在任意情况下都能找到低温的类黑体均匀面，所以本发明在不同的环境温度下，红外焦平面对准低温黑体时，预先在每个温度点标定对应的一帧探测器原始输出数据，即预先标定各温度点下的低温黑体均匀面本底，并存贮在成像模组的存储单元中；

S102、成像模组上电后，闭合快门片，获得当前环境温度下实时的高温均匀面本底；

需要说明的是，由于成像模组上电后自身发热导致快门片温度更高，本发明将快门片作为类黑体的高温均匀面，红外焦平面对准快门片时，获取一帧探测器原始输出数据，以得到当前环境温度下实时的高温均匀面本底；

S103、同时在存储单元中搜索当前环境温度对应的低温黑体均匀面本底；

S104、根据获得的高温均匀面本底和搜索的低温黑体均匀面本底，实时获取K值。

在本发明实施例提供的上述红外图像非均匀性校正K系数的获取方法中，可以实时计算K值，在快门校正的时候更新当前环温更匹配的K值，解决了固定K值无法适应整个工作温区的问题。传统的NUC会预先标定一组固定K值，而本技术中的K值是实时计算得到的。相较于与传统做法，计算的实时K值与焦平面当前像素值更加匹配，使得非均匀性校正之后的图像更加均匀光滑。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述红外图像非均匀性校正K系数的获取方法中，步骤S101控制环境温度，预先标定各温度点下的低温黑体均匀面本底，具体可以包括：将环境温度控制在设定范围内，按照设定的温度间隔预先标定低温黑体均匀面本底。也就是说，将环境温度控制在设定范围内，在设定的温度间隔对应的温度点下，预先获取成像模组对准黑体时探测器输出的整帧原始像素值作为标定的低温黑体均匀面本底。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述红外图像非均匀性校正K系数的获取方法中，当设定范围为[T_L,T_H]时，设定的温度间隔为ΔT时，将环境温度控制在设定范围内，按照设定的温度间隔预先标定低温黑体均匀面本底，具体可以包括以下步骤：

首先，将环境温度控制在T_L温度点，并将黑体设定到相同的温度T_L，成像模组对准黑体，待成像模组在温度T_L下稳定后，将探测器输出的整帧原始像素值作为第一个低温黑体均匀面本底；

然后，将环境温度升高至在T_L+ΔT温度点，并将黑体设定到相同的温度T_L+ΔT，成像模组对准黑体，待成像模组在温度T_L+ΔT下稳定后，将探测器输出的整帧原始像素值作为第二个低温黑体均匀面本底；

最后，依次将环境温度升高至在T_L+2×ΔT、T_L+3×ΔT、…、T_L+m×ΔT温度点，并将黑体依次设定到相同的温度T_L+2×ΔT、T_L+3×ΔT、…、T_L+m×ΔT，成像模组对准黑体，待成像模组依次在温度T_L+2×ΔT、T_L+3×ΔT、…、T_L+m×ΔT下稳定后，将探测器依次输出的整帧原始像素值作为其余低温黑体均匀面本底；m为低温黑体均匀面本底的总个数。

在具体实施时，可以采用下述公式计算低温黑体均匀面本底的总个数：

也就是说，当成像模组的工作环温在[T_L,T_H]闭区间，每隔ΔT存一个低温黑体均匀面的本底时，共有

个低温黑体均匀面本底。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述红外图像非均匀性校正K系数的获取方法中，步骤S102闭合快门片，获得当前环境温度下实时的高温均匀面本底，具体可以包括：将快门片作为类黑体的高温均匀面，在闭合快门片后，获得当前红外焦平面对准快门片时探测器输出的整帧原始像素值作为当前环境温度下实时的高温均匀面本底。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述红外图像非均匀性校正K系数的获取方法中，步骤S103在存储单元中搜索当前环境温度对应的低温黑体均匀面本底，具体可以包括：判断存储单元是否存贮当前环境温度下的低温黑体均匀面本底；若是，则搜索当前环境温度下的低温黑体均匀面本底；若否，则搜索温度小于当前环境温度的最近邻温度点下的低温黑体均匀面本底。可以理解的是，假设当前环温为T_C，首先闭合快门片获得实时的高温均匀面本底，然后查找温度小于T_C的最近邻温度点的本底。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述红外图像非均匀性校正K系数的获取方法中，在执行步骤S104时，可以采用以下公式实时获取K值：

其中，N为红外焦平面的像素总数，i为像素的编号，i＝{1,2,3,...,N}，

为搜索的低温黑体均匀面本底(即红外焦平面对准低温黑体取一帧探测器原始输出数据)，

为获得的高温均匀面本底(即红外焦平面对准快门片取一帧探测器原始输出数据)，K_FPA为整个红外焦平面的期望K值，K_i为N个像素各自对应的K值。

相应地，本发明实施例还公开了一种红外图像非均匀性校正K系数的获取设备，包括处理器和存储器；其中，处理器执行存储器中存储的计算机程序时实现前述实施例公开的红外图像非均匀性校正K系数的获取方法。

关于上述方法更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

进一步地，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；计算机程序被处理器执行时实现前述公开的红外图像非均匀性校正K系数的获取方法。

关于上述方法更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

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。对于实施例公开的设备、存储介质而言，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申请的范围。

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。

本发明实施例提供的一种红外图像非均匀性校正K系数的获取方法，包括：控制环境温度，预先标定各温度点下的低温黑体均匀面本底，并存贮在成像模组的存储单元中；成像模组上电后，闭合快门片，获得当前环境温度下实时的高温均匀面本底；同时在存储单元中搜索当前环境温度对应的低温黑体均匀面本底；根据获得的高温均匀面本底和搜索的低温黑体均匀面本底，实时获取K值。这样可以实时计算K值，在快门校正的时候更新当前环温更匹配的K值，解决了固定K值无法适应整个工作温区的问题，并且计算的实时K值与焦平面当前像素值更加匹配，使得非均匀性校正之后的图像更加均匀光滑。此外，本发明还针对红外图像非均匀性校正K系数的获取方法提供了相应的设备及计算机可读存储介质，进一步使得上述方法更具有实用性，该设备及计算机可读存储介质具有相应的优点。

最后，还需要说明的是，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的红外图像非均匀性校正K系数的获取方法、设备及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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种红外图像非均匀性校正K系数的获取方法，其特征在于，包括：

控制环境温度，预先标定各温度点下的低温黑体均匀面本底，并存贮在成像模组的存储单元中；

成像模组上电后，闭合快门片，获得当前环境温度下实时的高温均匀面本底；

同时在所述存储单元中搜索所述当前环境温度对应的所述低温黑体均匀面本底；

根据获得的所述高温均匀面本底和搜索的所述低温黑体均匀面本底，实时获取K值。

2.根据权利要求1所述的红外图像非均匀性校正K系数的获取方法，其特征在于，所述控制环境温度，预先标定各温度点下的低温黑体均匀面本底，包括：

将环境温度控制在设定范围内，按照设定的温度间隔预先标定低温黑体均匀面本底。

3.根据权利要求2所述的红外图像非均匀性校正K系数的获取方法，其特征在于，当所述设定范围为[T_L,T_H]时，所述设定的温度间隔为ΔT时，所述将环境温度控制在设定范围内，按照设定的温度间隔预先标定低温黑体均匀面本底，包括：

将环境温度控制在T_L温度点，并将黑体设定到相同的温度T_L，成像模组对准黑体，待成像模组在温度T_L下稳定后，将探测器输出的整帧原始像素值作为第一个低温黑体均匀面本底；

将环境温度升高至在T_L+ΔT温度点，并将黑体设定到相同的温度T_L+ΔT，成像模组对准黑体，待成像模组在温度T_L+ΔT下稳定后，将探测器输出的整帧原始像素值作为第二个低温黑体均匀面本底；

依次将环境温度升高至在T_L+2×ΔT、T_L+3×ΔT、…、T_L+m×ΔT温度点，并将黑体依次设定到相同的温度T_L+2×ΔT、T_L+3×ΔT、…、T_L+m×ΔT，成像模组对准黑体，待成像模组依次在温度T_L+2×ΔT、T_L+3×ΔT、…、T_L+m×ΔT下稳定后，将探测器依次输出的整帧原始像素值作为其余低温黑体均匀面本底；m为低温黑体均匀面本底的总个数。

4.根据权利要求3所述的红外图像非均匀性校正K系数的获取方法，其特征在于，所述闭合快门片，获得当前环境温度下实时的高温均匀面本底，包括：

将快门片作为类黑体的高温均匀面，在闭合快门片后，获得当前红外焦平面对准所述快门片时探测器输出的整帧原始像素值作为当前环境温度下实时的高温均匀面本底。

5.根据权利要求4所述的红外图像非均匀性校正K系数的获取方法，其特征在于，所述在所述存储单元中搜索所述当前环境温度对应的所述低温黑体均匀面本底，包括：

判断所述存储单元是否存贮所述当前环境温度下的所述低温黑体均匀面本底；

若是，则搜索所述当前环境温度下的所述低温黑体均匀面本底；

若否，则搜索温度小于所述当前环境温度的最近邻温度点下的所述低温黑体均匀面本底。

6.根据权利要求5所述的红外图像非均匀性校正K系数的获取方法，其特征在于，采用第一公式和第二公式实时获取K值；所述第一公式和所述第二公式分别为：

其中，N为红外焦平面的像素总数，i为像素的编号，i＝{1,2,3,...,N}，

为所述低温黑体均匀面本底，

为所述高温均匀面本底，K_FPA为整个红外焦平面的期望K值，K_i为N个像素各自对应的K值。

7.根据权利要求6所述的红外图像非均匀性校正K系数的获取方法，其特征在于，采用第三公式计算低温黑体均匀面本底的总个数；所述第三公式为：

8.一种红外图像非均匀性校正K系数的获取设备，其特征在于，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的红外图像非均匀性校正K系数的获取方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的红外图像非均匀性校正K系数的获取方法。

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