CN114252161A - 一种基于线列红外探测器的成像方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于线列红外探测器的成像方法，该方法包括以下步骤：S1、探测器帧周期为T，则以2T为扫描振镜的扫描周期，扫描周期分为周期长度相等的正扫周期T1和反扫周期T2；S2、使探测器的时间延迟积分方向与扫描振镜的运动方向一致；S3、对正反扫各周期分别执行非均匀性校正；S4、对校正后的数据进行乒乓缓存；S5、将正反扫数据进行图像处理后输出。该方法改变了扫描振镜的运动方式，使扫描运动曲线无锐角，提高了振镜模块的可靠性，有效减小了尖峰电流，改善了图像畸变。

Description

一种基于线列红外探测器的成像方法
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于线列红外探测器的成像方法。
背景技术
目前，制冷型红外成像系统按照成像方式可以分为线列式红外光学机械扫描成像和红外凝视焦平面阵列式成像两种。线列式红外光学机械扫描成像的过程是对景物以列为单元进行纵向一维扫描，而横向一维扫描是通过机械转台带动光学镜头而实现的。利用线列式红外光学机械扫描成像方式而制成的红外探测器目前已经发展成熟并实际应用。
参见图1，传统的扫描控制曲线以帧周期为周期运动，分为正扫区和消隐区。正扫区完成探测器二维成像，消隐区对扫描振镜进行复位。正扫区时间与消隐区时间比例一般为17：3，即正扫区远远大于消隐区。由此带来的问题是扫描曲线在正扫与消隐转折的时间内成锐角，扫描振镜需要快速实现折返运动，导致扫描振镜可靠性差、尖峰电流大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于线列红外探测器的成像方法，以提高振镜模块的可靠性和稳定性，减小其尖峰电流，改善图像的畸变。
一种基于线列红外探测器的成像方法，包括以下步骤：
S1、探测器帧周期为T，则以2T为扫描振镜的扫描周期，扫描周期分为周期长度相等的正扫周期T1和反扫周期T2；
S2、使探测器的时间延迟积分方向与扫描振镜的运动方向一致；
S3、对正反扫各周期分别执行非均匀性校正；
S4、对校正后的数据进行乒乓缓存；
S5、将正反扫数据进行图像处理后输出。
按上述方案，正扫周期分为两个阶段，正向扫描和消隐停止；反扫周期分为两个阶段：反向扫描和消隐停止；正扫与反扫运动镜像对称。
按上述方案，时间延迟积分TDI方向控制具体如下，
Figure BDA0003381443740000021
其中，TDI取值代表探测器的内部控制驱动信号。
按上述方案，非均匀性校正具体为两点温度校正。
按上述方案，步骤S4具体为：使正扫数据正序写入，反扫数据倒序写入，正反扫数据均正序读出。
按上述方案，步骤S5中，图像处理具体为：通过调节正反扫对应图像位置使二者重合，以消除扫描振镜的运动回程误差；图像输出具体为：将正扫数据送PAL制奇场，反扫数据送PAL制偶场。
一种基于线列红外探测器的成像系统，包括，
扫描振镜驱动模块，用于在两个相邻且长度相等的周期内向扫描振镜分别发送正扫驱动信号和反扫驱动信号；正扫周期T1和反扫周期T2与探测器帧周期T相等；
时间延迟积分控制模块，用于使探测器的时间延迟积分方向与扫描振镜运动方向一致；
校正模块，用于对正反扫各周期分别进行非均匀性校正；
缓存输出模块，用于对校正后的数据进行乒乓缓存；
图像处理及输出模块，用于将正反扫数据进行图像处理后输出。
按上述方案，时间延迟积分控制模块采用的时间延迟积分方向控制具体如下，
Figure BDA0003381443740000022
其中，TDI取值代表探测器的内部控制驱动信号。
按上述方案，校正模块执行的非均匀性校正具体为两点温度校正。
按上述方案，缓存输出模块具体使正扫数据正序写入，反扫数据倒序写入，正反扫数据均正序读出。
本发明的有益效果是：通过将扫描周期分为正扫周期和反扫周期，将正反扫周期的数据进行乒乓缓存，并将正扫数据正常读出，反扫数据左右镜像读出，进而成像；相较于传统的单周期扫描方式，改变了扫描振镜的运动方式，使扫描运动曲线无锐角，提高了振镜模块的可靠性，有效减小了尖峰电流，改善了图像畸变。
附图说明
图1为本发明一实施例的基于线性红外探测器的成像方法的流程图；
图2为传统扫描控制曲线示意图；
图3为本发明一实施例的正反扫控制曲线示意图；
图4为本发明一实施例的正反扫描图像奇偶场显示示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
本实施例采用国产长波红外288×4HgCdTe焦平面探测器，PAL制视频信号输出，数字信号帧频50Hz，分辨率768×288。
参见图2、图3、图4，一种基于线列红外探测器的成像方法，该方法包括以下步骤：
S1、探测器帧周期为T，则以2T为扫描振镜的扫描周期，扫描周期分为周期长度相等的正扫周期T1和反扫周期T2；
S2、使探测器的时间延迟积分方向与扫描振镜的运动方向一致；
S3、对正反扫各周期分别执行非均匀性校正；
S4、对校正后的数据进行乒乓缓存；
S5、将正反扫数据进行图像处理后输出。
进一步地，正扫周期分为两个阶段，正向扫描和消隐停止；反扫周期分为两个阶段：反向扫描和消隐停止；正扫与反扫运动镜像对称。
进一步地，时间延迟积分TDI方向控制具体如下：
Figure BDA0003381443740000041
其中，TDI取值代表探测器的内部控制驱动信号。
进一步地，非均匀性校正具体为两点温度校正，过程如下：
将探测器通过光学系统对准黑体源，设定两个黑体辐射源的温度：TL和TH，并使TL<TH；采集原始数据，计算每个像元在两个温度下的响应平均值：
Figure BDA0003381443740000042
并计算两个温度下所有像元的响应平均值：
Figure BDA0003381443740000043
对于每个像元，两点温度校正公式为：
Figure BDA0003381443740000044
根据上式，计算每个像元的校正斜率kij和bij：
Figure BDA0003381443740000045
由此得到正扫校正表和反扫校正表，根据正扫校正表中的kij(m)、bij(m)和反扫校正表中的kij(n)、bij(n)，对正扫原始数据xij(m)和反扫原始数据xij(n)进行非均匀性校正，输出校正后数据yij(m)、yij(n)：
yij(m)＝kij(m)*xij(m)+bij(m)
yij(n)＝kij(n)*xij(n)+bij(n)
进一步地，S4过程具体为：通过将FPGA外接SRAM存储器，对每一帧数据进行乒乓读写，正反扫两帧读地址一致，水平方向写地址规则为：
Figure BDA0003381443740000051
其中Addrj(m)、Addrj(n)分别表示水平方向正、反扫对应地址；
正扫数据经过SRAM缓存后直接输出，反扫数据改变SRAM写地址方向，从而使反扫数据左右镜像输出，进而实现正反扫图像方向一致，
进一步地，S5中，正扫数据768×288送PAL奇场，反扫数据768×288送PAL偶场；若正反扫各帧显示图像区域不一致，导致图像奇偶场图像出现交错，则通过控制奇偶场显示图像区域位置，使奇场和偶场的图像完全重合。
一种基于线列红外探测器的成像系统，包括，
扫描振镜驱动模块，用于在两个相邻且长度相等的周期内向扫描振镜分别发送正扫驱动信号和反扫驱动信号；正扫周期T1和反扫周期T2与探测器帧周期T相等；
时间延迟积分控制模块，用于使探测器的时间延迟积分方向与扫描振镜运动方向一致；
校正模块，用于对正反扫各周期分别进行非均匀性校正；
缓存输出模块，用于对校正后的数据进行乒乓缓存；
图像处理及输出模块，用于将正反扫数据进行图像处理后输出。
进一步地，时间延迟积分控制模块采用的时间延迟积分方向控制具体如下，
Figure BDA0003381443740000052
其中，TDI取值代表探测器的内部控制驱动信号。
进一步地，校正模块执行的非均匀性校正具体为两点温度校正。
进一步地，缓存输出模块具体使正扫数据正序写入，反扫数据倒序写入，正反扫数据均正序读出。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于线列红外探测器的成像方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、探测器帧周期为T，则以2T为扫描振镜的扫描周期，扫描周期分为周期长度相等的正扫周期T1和反扫周期T2；
S2、使探测器的时间延迟积分方向与扫描振镜的运动方向一致；
S3、对正反扫各周期分别执行非均匀性校正；
S4、对校正后的数据进行乒乓缓存；
S5、将正反扫数据进行图像处理后输出。
2.根据权利要求1所述的基于线列红外探测器的成像方法，其特征在于，正扫周期分为两个阶段，正向扫描和消隐停止；反扫周期分为两个阶段：反向扫描和消隐停止；正扫与反扫运动镜像对称。
3.根据权利要求1所述的基于线列红外探测器的成像方法，其特征在于，时间延迟积分TDI方向控制具体如下，
Figure FDA0003381443730000011
其中，TDI取值代表探测器的内部控制驱动信号。
4.根据权利要求1所述的基于线列红外探测器的成像方法，其特征在于，非均匀性校正具体为两点温度校正。
5.根据权利要求1所述的基于线列红外探测器的成像方法，其特征在于，步骤S4具体为：使正扫数据正序写入，反扫数据倒序写入，正反扫数据均正序读出。
6.根据权利要求1所述的基于线列红外探测器的成像方法，其特征在于，步骤S5中，图像处理具体为：通过调节正反扫对应图像位置使二者重合，以消除扫描振镜的运动回程误差；图像输出具体为：将正扫数据送PAL制奇场，反扫数据送PAL制偶场。
7.一种基于线列红外探测器的成像系统，其特征在于，包括，
扫描振镜驱动模块，用于在两个相邻且长度相等的周期内向扫描振镜分别发送正扫驱动信号和反扫驱动信号；正扫周期T1和反扫周期T2与探测器帧周期T相等；
时间延迟积分控制模块，用于使探测器的时间延迟积分方向与扫描振镜运动方向一致；
校正模块，用于对正反扫各周期分别进行非均匀性校正；
缓存输出模块，用于对校正后的数据进行乒乓缓存；
图像处理及输出模块，用于将正反扫数据进行图像处理后输出。
8.根据权利要求7所述的基于线列红外探测器的成像系统，其特征在于，时间延迟积分控制模块采用的时间延迟积分方向控制具体如下，
Figure FDA0003381443730000021
其中，TDI取值代表探测器的内部控制驱动信号。
9.根据权利要求7所述的基于线列红外探测器的成像系统，其特征在于，校正模块执行的非均匀性校正具体为两点温度校正。
10.根据权利要求7所述的基于线列红外探测器的成像系统，其特征在于，缓存输出模块具体使正扫数据正序写入，反扫数据倒序写入，正反扫数据均正序读出。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4705945A (en) * 1986-01-31 1987-11-10 Barnes Engineering Company Narcissus correction for infrared scanning microscope
JP2000258252A (ja) * 1999-03-11 2000-09-22 Fujitsu Ltd 赤外線撮像装置
CN101477248A (zh) * 2009-01-22 2009-07-08 中国科学院光电技术研究所 双扭杆谐振扫描反射镜
CN102338665A (zh) * 2011-06-10 2012-02-01 中国船舶重工集团公司第七一七研究所 一种红外热像仪及其用于探测红外物像的方法
CN106600646A (zh) * 2016-11-25 2017-04-26 北京空间机电研究所 一种红外摆扫相机在轨图像均匀性校正方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4705945A (en) * 1986-01-31 1987-11-10 Barnes Engineering Company Narcissus correction for infrared scanning microscope
JP2000258252A (ja) * 1999-03-11 2000-09-22 Fujitsu Ltd 赤外線撮像装置
CN101477248A (zh) * 2009-01-22 2009-07-08 中国科学院光电技术研究所 双扭杆谐振扫描反射镜
CN102338665A (zh) * 2011-06-10 2012-02-01 中国船舶重工集团公司第七一七研究所 一种红外热像仪及其用于探测红外物像的方法
CN106600646A (zh) * 2016-11-25 2017-04-26 北京空间机电研究所 一种红外摆扫相机在轨图像均匀性校正方法

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