CN115014543A - 红外热像仪的标定方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

红外热像仪的标定方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN115014543A CN202210509274.8A CN202210509274A CN115014543A CN 115014543 A CN115014543 A CN 115014543A CN 202210509274 A CN202210509274 A CN 202210509274A CN 115014543 A CN115014543 A CN 115014543A
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Abstract

本发明实施例涉及红外热成像技术领域，特别涉及一种红外热像仪的标定方法、装置、电子设备及存储介质。其中，方法包括：确定红外热像仪的待标定波段；针对多个测试温度中的每一个测试温度，获取红外热像仪在待标定波段下，对测试目标在该测试温度且不同测试距离下分别检测得到的红外灰阶图像；根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，确定出在每一个测试温度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值；根据每一个测试温度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值，确定红外热像仪在待标定波段下的标定曲线。本发明提供的技术方案可以解决红外热像仪在大气的强吸收带波段的标定问题。

Description

红外热像仪的标定方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及红外热成像技术领域，特别涉及一种红外热像仪的标定方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
目前，通常选定大气窗口的红外波段，即3μm～5μm的中波波段、 8μm～14μm的长波波段，来对红外热像仪进行标定。在标定过程中，通常为近距离测试(红外热像仪与测试目标的标定距离在10m以内)，则此时认为大气传输对红外热像仪的标定结果的影响可以忽略不计，即认为红外热像仪标定的测试目标的真实辐射温度和红外热像仪与测试目标的测试距离无关。
然而，在对大气的强吸收带波段进行标定时，由于大气中水汽、二氧化碳和臭氧对红外辐射的强吸收特性，则无法忽略大气传输对红外热像仪的标定结果的影响，即认为红外热像仪与测试目标的测试距离为0时，红外热像仪的标定结果才是测试目标的真实辐射温度。故而，在大气的强吸收带波段下，原有的标定方法已不再适用。
因此，亟需一种红外热像仪在大气的强吸收带波段的标定新方法。
发明内容
为了解决原有的标定方法不适用红外热像仪在大气的强吸收带波段的标定问题，本发明实施例提供了一种红外热像仪的标定方法、装置、电子设备及存储介质。
第一方面，本发明实施例提供了一种红外热像仪的标定方法，包括：
确定红外热像仪的待标定波段；
针对多个测试温度中的每一个测试温度，获取所述红外热像仪在所述待标定波段下，对测试目标在该测试温度且不同测试距离下分别检测得到的红外灰阶图像；其中，所述测试温度为所述测试目标的温度；所述测试距离为所述测试目标与所述红外热像仪之间的距离，且所述测试距离不为0；
根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，确定出在每一个测试温度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值；
根据每一个测试温度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值，确定所述红外热像仪在所述待标定波段下的标定曲线。
在一种可能的设计中，所述待标定波段为大气的强吸收带波段。
在一种可能的设计中，在所述确定红外热像仪的待标定波段之后，在所述针对多个测试温度中的每一个测试温度，获取所述红外热像仪在所述待标定波段下，对测试目标在该测试温度且不同测试距离下分别检测得到的红外灰阶图像之前，还包括：
确定若干个测试距离；
根据所述红外热像仪的灰阶响应量程确定若干个测试温度。
在一种可能的设计中，所述根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，确定出在每一个测试温度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值，包括：
根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，计算每一个测试温度下分别与各测试距离对应的所述测试目标的红外图像灰阶值；
基于每一个测试温度下各测试距离和与各测试距离对应的所述测试目标的红外图像灰阶值，确定每一个测试温度下所述红外热像仪对不同测试距离的拟合响应曲线；所述拟合响应曲线用于表征测试距离和所述测试目标的红外图像灰阶值的对应关系；
根据所述拟合响应曲线，确定在每一个测试温度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值。
在一种可能的设计中，所述根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，计算每一个测试温度下分别与各测试距离对应的所述测试目标的红外图像灰阶值，包括：
针对每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，均执行：
确定该测试距离下检测得到的红外灰阶图像中，所述测试目标所覆盖的所有像素点；
基于所述测试目标所覆盖的所有像素点中每一像素点的红外图像灰阶值，计算所述测试目标所覆盖的所有像素点的红外图像灰阶值的均值，将该均值作为与该所述测试距离对应的所述测试目标的红外图像灰阶值。
在一种可能的设计中，所述基于每一个测试温度下各测试距离和与各测试距离对应的所述测试目标的红外图像灰阶值，确定每一个测试温度下所述红外热像仪对不同测试距离的拟合响应曲线，包括：
利用一阶衰减指数函数对满足条件的各测试距离及对应的所述测试目标的红外图像灰阶值进行函数拟合，以确定该测试温度下所述红外热像仪对不同所述测试距离的拟合响应曲线；若测试距离对应的所述测试目标的红外图像灰阶值位于所述红外热像仪的灰阶响应量程之内，则确定该测试距离及对应的所述测试目标的红外图像灰阶值满足条件。
在一种可能的设计中，所述根据每一个测试温度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值，确定所述红外热像仪在所述待标定波段下的标定曲线，包括：
确定所述测试目标在每一个测试温度下的光谱辐射出射度；
基于每一个光谱辐射出射度，以及每一个光谱辐射出射度下测试距离为 0时所述测试目标的红外图像灰阶值，来确定所述红外热像仪在所述待标定波段下的标定曲线。
第二方面，本发明实施例还提供了一种红外热像仪的标定装置，包括：
确定单元，用于确定红外热像仪的待标定波段；
获取单元，用于针对多个测试温度中的每一个测试温度，获取所述红外热像仪在所述待标定波段下，对测试目标在该测试温度且不同测试距离下分别检测得到的红外灰阶图像；其中，所述测试温度为所述测试目标的温度；所述测试距离为所述测试目标与所述红外热像仪之间的距离，且所述测试距离不为0；
确定单元，用于根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，确定出在每一个测试温度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值；
标定单元，用于根据每一个测试温度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值，确定所述红外热像仪在所述待标定波段下的标定曲线。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。
本发明实施例提供了一种红外热像仪的标定方法、装置、电子设备及存储介质，首先针对每一个测试温度获取红外热像仪在待标定波段下，对测试目标在该测试温度且不同测试距离下分别检测得到的红外灰阶图像。通过在每一个测试温度获取的不同测试距离下的红外灰阶图像，确定出每一个测试温度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值，以此来确定红外热像仪在待标定波段下的标定曲线，以解决红外热像仪在大气的强吸收带波段的标定问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明一实施例提供的一种红外热像仪的标定方法流程图；
图2是本发明一实施例提供的另一种红外热像仪的标定方法流程图；
图3是本发明一实施例提供的又一种红外热像仪的标定方法流程图；
图4是本发明一实施例提供的一种电子设备的硬件架构图；
图5是本发明一实施例提供的一种红外热像仪的标定装置结构图。
图6是本发明一实施例提供的另一种红外热像仪的标定装置结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的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。
如前所述，红外热像仪是一种用来探测测试目标的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段，将测试目标的温度分布以红外灰阶图像的方式瞬时可视化的技术设备。然而，在探测测试目标的红外辐射时，红外热像仪在本质上记录的是测试目标的分布温度所对应的灰度值，而且在红外热像仪的灰阶响应量程内，不同温度的测试目标的光谱辐射出射度对应的灰度值为线性关系，故而需要预先针对该红外热像仪建立光谱辐射出射度与灰度值的对应关系，以此来完成对红外热像仪的标定。
相关技术中，由于在大气窗口内，大气对红外线的吸收较弱，故而通常选定大气窗口的红外波段，即3μm～5μm的中波波段、8μm～14μm的长波波段，来对红外热像仪进行标定。在标定过程中，通常为近距离测试(红外热像仪与测试目标的测试距离在10m以内)，则此时认为大气传输对红外热像仪的标定结果的影响可以忽略不计，即认为红外热像仪标定的测试目标的真实辐射温度和红外热像仪与测试目标的测试距离无关。
然而，在对大气的强吸收带波段进行标定时，由于大气中水汽、二氧化碳和臭氧对红外辐射的强吸收特性，如表1所示，列举了2.7μm波段滤光片、 4.3μm滤光片在1m～20m的测试距离下的衰减系数表。其中，中心波长2.7μm 和4.3μm的波段为大气强吸收带波段。
表1不同测试距离下大气强吸收带波段的衰减系数
Figure BDA0003638647960000051
Figure BDA0003638647960000061
由上表可知，在大气的强吸收带波段下，测试距离是对红外热像仪进行标定的重要影响因素。由于无法忽略大气传输对红外热像仪的标定结果的影响，即无法忽略测试距离对红外热像仪的标定结果的影响，因此认为红外热像仪与测试目标的测试距离为0时，红外热像仪的标定结果才是测试目标的真实辐射温度。
为了解决上述技术问题，发明人可以考虑首先针对多个测试温度中的每一个测试温度，获取红外热像仪在待标定波段下，对测试目标在该测试温度且不同测试距离下分别检测得到的红外灰阶图像，然后根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，确定出在每一个测试温度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值，以此来消除测试距离对红外热像仪标定结果的影响，可以解决红外热像仪在大气的强吸收带波段的标定问题。
下面描述以上构思的具体实现方式。
请参考图1，本发明实施例提供了一种红外热像仪的标定方法，该方法包括：
步骤100：确定红外热像仪的待标定波段；
步骤102：针对多个测试温度中的每一个测试温度，获取红外热像仪在待标定波段下，对测试目标在该测试温度且不同测试距离下分别检测得到的红外灰阶图像；其中，测试温度为测试目标的温度；测试距离为测试目标与红外热像仪之间的距离，且测试距离不为0；
步骤104：根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，确定出在每一个测试温度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值；
步骤106：根据每一个测试温度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值，确定红外热像仪在待标定波段下的标定曲线。
本发明实施例中，首先针对每一个测试温度获取红外热像仪在待标定波段下，对测试目标在该测试温度且不同测试距离下分别检测得到的红外灰阶图像。通过在每一个测试温度获取的不同测试距离下的红外灰阶图像，确定出每一个测试温度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值，以此来确定红外热像仪在待标定波段下的标定曲线，以解决红外热像仪在大气的强吸收带波段的标定问题。
下面描述图1所示的各个步骤的执行方式。
针对步骤100：
在本实施例中，需要预先确定待标定波段，可以通过给红外热像仪设置对应待标定波段的滤光片。例如，将2.7μm确定为待标定波段，则可以给红外热像仪设置2.7μm波段的滤光片。
在一些实施方式中，待标定波段为大气的强吸收带波段。
由于大气中对红外线的主要吸收气体是水汽、二氧化碳和臭氧，如表2 所示，列举了大气中水汽、二氧化碳和臭氧在红外波段的强吸收带的中心波长。
表2主要的大气红外吸收气体的吸收带中心波长
Figure BDA0003638647960000071
由表2可知，在列举的强吸收带波段中，中心波长为2.7μm的波段为水汽和二氧化碳的强吸收带波段，中心波长为4.3μm的波段为二氧化碳的强吸收带波段。
在本发明实施例中，可以选择上表列举的大气的强吸收带波段为待标定波段，可以为2.7μm的波段，也可以为4.3μm的波段，故待标定波段的选取在此不做具体限定。
在一些实施方式中，在步骤100之后，在步骤102之前，还可以包括：
确定若干个测试距离；
根据红外热像仪的灰阶响应量程确定若干个测试温度。
在本实施例中，由于待标定波段为大气的强吸收带波段，大气中水汽、二氧化碳和臭氧对红外辐射的强吸收特性，导致红外热像仪出厂时标定的温度量程并不适用于红外热像仪在大气的强吸收带波段的标定过程，同时测试距离是对红外热像仪进行标定的重要影响因素，因此需要预先确定在对红外热像仪在大气的强吸收带波段下进行标定时所需的测试距离和测试温度，以防标定过程中红外热像仪的响应超出灰阶响应量程，导致标定结果不准确。
具体地，需要通过反复测试，根据红外热像仪的灰阶响应量程确定若干个测试温度，并保证各测试温度下红外热像仪的响应在灰阶响应量程之内的测试距离足够数量，该数量可依据拟合函数来确定。
针对步骤102：
举例来说，若待标定波段为2.7μm波段，需要先对红外热像仪设置2.7μm 波段的滤光片，首先将测试目标设置在试验台上，将设置了滤光片的红外热像仪放置于滑轨上，且红外热像仪的光路轴线对准测试目标的中心位置，定义测试目标的中心位置与红外热像仪的镜头中心位置的距离为测试距离。
通过改变红外热像仪在滑轨的位置来调整不同的测试距离，改变测试目标的温度来改变测试温度，例如测试距离为d1、d2、d3、d4、d5；测试温度为 T1、T2、T3、T4、T5。针对T1、T2、T3、T4、T5中的每一个测试温度，利用设置了滤光片的红外热像仪，获取测试目标在每一个测试温度且测试距离分别为d1、d2、d3、d4、d5检测得到的红外灰阶图像。
需要说明的是，测试距离不能设置为0，因为若红外热像仪与测试目标的测试距离为0时，不光无法精确测量，而且测试目标的温度可能会损坏红外热像仪。
在一些实施方式中，步骤104可以包括如下步骤S1-S3：
S1：根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，计算每一个测试温度下分别与各测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值；
S2：基于每一个测试温度下各测试距离和与各测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值，确定每一个测试温度下红外热像仪对不同测试距离的拟合响应曲线；拟合响应曲线用于表征测试距离和测试目标的红外图像灰阶值的对应关系；
S3：根据拟合响应曲线，确定在每一个测试温度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值。
在步骤S1中，继续使用步骤102的例子来进行说明，根据测试温度为 T1时，测试距离分别为d1、d2、d3、d4、d5检测得到的红外灰阶图像，来计算在T1时，各测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值DL11、DL12、DL13、 DL14、DL15。接着，分别计算测试温度为T2、T3、T4和T5时，各测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值，具体如表3所示。
表3不同测试要素下黑体红外图像灰阶表
Figure BDA0003638647960000091
在一些实施方式中，步骤S1可以包括：
针对每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，均执行：
确定该测试距离下检测得到的红外灰阶图像中，测试目标所覆盖的所有像素点；
基于测试目标所覆盖的所有像素点中每一像素点的红外图像灰阶值，计算测试目标所覆盖的所有像素点的红外图像灰阶值的均值，将该均值作为与该测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值。
在本实施例中，针对每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像中的每一个红外灰阶图像，均根据该红外灰阶图像中测试目标所覆盖的所有像素点的红外图像灰阶值来计算均值，并将均值作为与该测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值。
需要说明的是，可以将测试目标所覆盖的所有像素点的灰阶均值作为与该测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值，也可以将中值作为与该测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值，可视实际情况而定，在此不做具体限定。
在步骤2中，继续使用步骤S1的例子进行说明，针对测试温度T1，建立d1、d2、d3、d4、d5与DL11、DL12、DL13、DL14、DL15的拟合响应曲线。同理，针对T2、T3、T4和T5的测试温度时，分别建立用于表征测试距离和测试目标的红外图像灰阶值的对应关系的拟合响应曲线。
在一些实施方式中，步骤S2可以包括：
利用一阶衰减指数函数对满足条件的各测试距离及对应的测试目标的红外图像灰阶值进行函数拟合，以确定该测试温度下红外热像仪对不同测试距离的拟合响应曲线；若测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值位于红外热像仪的灰阶响应量程之内，则确定该测试距离及对应的测试目标的红外图像灰阶值满足条件。
在本实施例中，为了防止在各测试温度下，各测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值位于红外热像仪的灰阶响应量程之外，导致得到的拟合响应曲线不准确的情况，因此需要预先筛选掉不在红外热像仪的灰阶响应量程之内的测试距离及对应的测试目标的红外图像灰阶值。接着，利用一阶衰减指数函数对满足条件的各测试距离及对应的测试目标的红外图像灰阶值进行函数拟合，以确定该测试温度下红外热像仪对不同测试距离的拟合响应曲线。那么，根据拟合响应曲线，就可以确定在每一个测试温度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值，即测试目标的真实辐射温度对应的红外图像灰阶值。
在一些实施方式中，步骤106可以包括：
确定测试目标在每一个测试温度下的光谱辐射出射度；
基于每一个光谱辐射出射度，以及每一个光谱辐射出射度下测试距离为 0时测试目标的红外图像灰阶值，来确定红外热像仪在待标定波段下的标定曲线。
在本实施例中，由于在红外热像仪的灰阶响应量程内，不同温度的测试目标的光谱辐射出射度对应的灰度值为线性关系，故而需要针对该红外热像仪建立光谱辐射出射度与灰度值的对应关系，以此来完成对红外热像仪的标定。
可以根据如下公式，确定测试目标在每一个测试温度下的光谱辐射出射度：
Figure BDA0003638647960000111
其中，Mbλ为测试目标的光谱辐射出射度，单位为W/(m2·μm)；h为普朗克常数，h＝6.6262×10-34W·s2；c为真空中的光速，c＝2.9979×108m/s；k为玻耳兹曼常数，k＝1.3806×10-23J/K；λ为辐射波长，单位为μm；T为测试温度的绝对温度，即测试温度的摄氏温度与273.15之和。
在本实施例中，建立每一个光谱辐射出射度与每一个光谱辐射出射度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值的对应关系曲线，即红外热像仪在待标定波段下的标定曲线。
图2示出根据另一个实施例的红外热像仪的标定方法的流程图。参见图 2，该方法包括：
步骤200：确定红外热像仪的待标定波段；
步骤202：确定若干个测试距离；
步骤204：根据红外热像仪的灰阶响应量程确定若干个测试温度；
步骤206：针对多个测试温度中的每一个测试温度，获取红外热像仪在待标定波段下，对测试目标在该测试温度且不同测试距离下分别检测得到的红外灰阶图像；其中，测试温度为测试目标的温度；测试距离为测试目标与红外热像仪之间的距离，且测试距离不为0；
步骤208：根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，计算每一个测试温度下分别与各测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值；
步骤210：基于每一个测试温度下各测试距离和与各测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值，确定每一个测试温度下红外热像仪对不同测试距离的拟合响应曲线；拟合响应曲线用于表征测试距离和测试目标的红外图像灰阶值的对应关系；
步骤212：根据拟合响应曲线，确定在每一个测试温度下测试距离为0 时测试目标的红外图像灰阶值；
步骤214：确定测试目标在每一个测试温度下的光谱辐射出射度；
步骤216：基于每一个光谱辐射出射度，以及每一个光谱辐射出射度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值，来确定红外热像仪在待标定波段下的标定曲线。
图3示出根据又一个实施例的红外热像仪的标定方法的流程图。参见图 3，该方法包括：
步骤300：确定红外热像仪的待标定波段；
步骤302：确定若干个测试距离；
步骤304：根据红外热像仪的灰阶响应量程确定若干个测试温度；
步骤306：针对多个测试温度中的每一个测试温度，获取红外热像仪在待标定波段下，对测试目标在该测试温度且不同测试距离下分别检测得到的红外灰阶图像；其中，测试温度为测试目标的温度；测试距离为测试目标与红外热像仪之间的距离，且测试距离不为0；
步骤308：针对每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，均执行：确定该测试距离下检测得到的红外灰阶图像中，测试目标所覆盖的所有像素点；
步骤310：基于测试目标所覆盖的所有像素点中每一像素点的红外图像灰阶值，计算测试目标所覆盖的所有像素点的红外图像灰阶值的均值，将该均值作为与该测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值；
步骤312：利用一阶衰减指数函数对满足条件的各测试距离及对应的测试目标的红外图像灰阶值进行函数拟合，以确定该测试温度下红外热像仪对不同测试距离的拟合响应曲线；若测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值位于红外热像仪的灰阶响应量程之内，则确定该测试距离及对应的测试目标的红外图像灰阶值满足条件。
步骤314：根据拟合响应曲线，确定在每一个测试温度下测试距离为0 时测试目标的红外图像灰阶值；
步骤316：确定测试目标在每一个测试温度下的光谱辐射出射度；
步骤318：基于每一个光谱辐射出射度，以及每一个光谱辐射出射度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值，来确定红外热像仪在待标定波段下的标定曲线。
如图4、图5所示，本发明实施例提供了一种红外热像仪的标定装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言，如图4所示，为本发明实施例提供的一种红外热像仪的标定装置所在电子设备的一种硬件架构图，除了图4所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的电子设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等。以软件实现为例，如图5所示，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在电子设备的CPU将非易失性存储器中对应的计算机程序读取到内存中运行形成的。
如图5所示，本实施例提供的一种红外热像仪的标定装置，包括：
确定单元501，用于确定红外热像仪的待标定波段；
获取单元502，用于针对多个测试温度中的每一个测试温度，获取红外热像仪在待标定波段下，对测试目标在该测试温度且不同测试距离下分别检测得到的红外灰阶图像；其中，测试温度为测试目标的温度；测试距离为测试目标与红外热像仪之间的距离，且测试距离不为0；
计算单元503，用于根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，确定出在每一个测试温度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值；
标定单元504，用于根据每一个测试温度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值，确定红外热像仪在待标定波段下的标定曲线。
在本发明的一个实施例中，在确定单元501中，待标定波段为大气的强吸收带波段。
在本发明的一个实施例中，如图5所示，还包括设置单元505，用于执行如下操作：
确定若干个测试距离；
根据红外热像仪的灰阶响应量程确定若干个测试温度。
在本发明的一个实施例中，计算单元503，用于执行如下操作：
根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，计算每一个测试温度下分别与各测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值；
基于每一个测试温度下各测试距离和与各测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值，确定每一个测试温度下红外热像仪对不同测试距离的拟合响应曲线；拟合响应曲线用于表征测试距离和测试目标的红外图像灰阶值的对应关系；
根据拟合响应曲线，确定在每一个测试温度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值。
在本发明的一个实施例中，计算单元503，在执行根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，计算每一个测试温度下分别与各测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值时，用于执行如下操作：
针对每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，均执行：
确定该测试距离下检测得到的红外灰阶图像中，测试目标所覆盖的所有像素点；
基于测试目标所覆盖的所有像素点中每一像素点的红外图像灰阶值，计算测试目标所覆盖的所有像素点的红外图像灰阶值的均值，将该均值作为与该测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值。
在本发明的一个实施例中，计算单元503，在执行基于每一个测试温度下各测试距离和与各测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值，确定每一个测试温度下红外热像仪对不同测试距离的拟合响应曲线时，用于执行如下操作：
利用一阶衰减指数函数对满足条件的各测试距离及对应的测试目标的红外图像灰阶值进行函数拟合，以确定该测试温度下红外热像仪对不同测试距离的拟合响应曲线；若测试距离对应的测试目标的红外图像灰阶值位于红外热像仪的灰阶响应量程之内，则确定该测试距离及对应的测试目标的红外图像灰阶值满足条件。
在本发明的一个实施例中，标定单元504，用于执行如下操作：
确定测试目标在每一个测试温度下的光谱辐射出射度；
基于每一个光谱辐射出射度，以及每一个光谱辐射出射度下测试距离为0时测试目标的红外图像灰阶值，来确定红外热像仪在待标定波段下的标定曲线。
可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对一种红外热像仪的标定装置的具体限定。在本发明的另一些实施例中，一种红外热像仪的标定装置可以包括比图示更多或者更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或者软件和硬件的组合来实现。
上述装置内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明任一实施例中的一种红外热像仪的标定方法。
本发明实施例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计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例中的一种红外热像仪的标定方法。
具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如 CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的CPU 等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二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因素。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种红外热像仪的标定方法，其特征在于，包括：
确定红外热像仪的待标定波段；
针对多个测试温度中的每一个测试温度，获取所述红外热像仪在所述待标定波段下，对测试目标在该测试温度且不同测试距离下分别检测得到的红外灰阶图像；其中，所述测试温度为所述测试目标的温度；所述测试距离为所述测试目标与所述红外热像仪之间的距离，且所述测试距离不为0；
根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，确定出在每一个测试温度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值；
根据每一个测试温度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值，确定所述红外热像仪在所述待标定波段下的标定曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待标定波段为大气的强吸收带波段。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定红外热像仪的待标定波段之后，在所述针对多个测试温度中的每一个测试温度，获取所述红外热像仪在所述待标定波段下，对测试目标在该测试温度且不同测试距离下分别检测得到的红外灰阶图像之前，还包括：
确定若干个测试距离；
根据所述红外热像仪的灰阶响应量程确定若干个测试温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，确定出在每一个测试温度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值，包括：
根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，计算每一个测试温度下分别与各测试距离对应的所述测试目标的红外图像灰阶值；
基于每一个测试温度下各测试距离和与各测试距离对应的所述测试目标的红外图像灰阶值，确定每一个测试温度下所述红外热像仪对不同测试距离的拟合响应曲线；所述拟合响应曲线用于表征测试距离和所述测试目标的红外图像灰阶值的对应关系；
根据所述拟合响应曲线，确定在每一个测试温度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，计算每一个测试温度下分别与各测试距离对应的所述测试目标的红外图像灰阶值，包括：
针对每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，均执行：
确定该测试距离下检测得到的红外灰阶图像中，所述测试目标所覆盖的所有像素点；
基于所述测试目标所覆盖的所有像素点中每一像素点的红外图像灰阶值，计算所述测试目标所覆盖的所有像素点的红外图像灰阶值的均值，将该均值作为与该所述测试距离对应的所述测试目标的红外图像灰阶值。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于每一个测试温度下各测试距离和与各测试距离对应的所述测试目标的红外图像灰阶值，确定每一个测试温度下所述红外热像仪对不同测试距离的拟合响应曲线，包括：
利用一阶衰减指数函数对满足条件的各测试距离及对应的所述测试目标的红外图像灰阶值进行函数拟合，以确定该测试温度下所述红外热像仪对不同所述测试距离的拟合响应曲线；若测试距离对应的所述测试目标的红外图像灰阶值位于所述红外热像仪的灰阶响应量程之内，则确定该测试距离及对应的所述测试目标的红外图像灰阶值满足条件。
7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于，所述根据每一个测试温度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值，确定所述红外热像仪在所述待标定波段下的标定曲线，包括：
确定所述测试目标在每一个测试温度下的光谱辐射出射度；
基于每一个光谱辐射出射度，以及每一个光谱辐射出射度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值，来确定所述红外热像仪在所述待标定波段下的标定曲线。
8.一种红外热像仪的标定装置，其特征在于，包括：
确定单元，用于确定红外热像仪的待标定波段；
获取单元，用于针对多个测试温度中的每一个测试温度，获取所述红外热像仪在所述待标定波段下，对测试目标在该测试温度且不同测试距离下分别检测得到的红外灰阶图像；其中，所述测试温度为所述测试目标的温度；所述测试距离为所述测试目标与所述红外热像仪之间的距离，且所述测试距离不为0；
计算单元，用于根据每一个测试温度得到的多个红外灰阶图像，确定出在每一个测试温度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值；
标定单元，用于根据每一个测试温度下测试距离为0时所述测试目标的红外图像灰阶值，确定所述红外热像仪在所述待标定波段下的标定曲线。
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行权利要求1-7中任一项所述的方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115371823A (zh) * 2022-10-24 2022-11-22 南京智谱科技有限公司 基于双控温挡片的多谱段红外机芯系统的实时校准方法

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