CN205356527U - 红外摄像装置的校正系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种红外摄像装置的校正系统。包括：温度可调的黑体；与所述黑体间相距一空间间隔的红外摄像装置；其中，所述空间间隔满足所述红外摄像装置摄取到的全部图像数据为所述黑体中温度源的部分；与所述黑体和红外摄像装置均连接的、用于基于所述黑体提供的响应时长对红外摄像装置进行死点校正的校正装置。本实用新型能够解决无法确定黑体温度变化是否稳定而导致的测试不准确等问题。

Description

红外摄像装置的校正系统

技术领域

本实用新型涉及红外摄像装置的校正领域，尤其涉及一种红外摄像装置的校正系统。

背景技术

相比可见光，红外由于具有较强的穿透及热效应，于近年来被广泛应用于夜视、视频监控以及工业检测等多个领域。常被用于红外相机中的感光元件为红外焦平面器件。由于该器件及读出电路结构的限制导致获得的原始图像存在死点、并且会有响应不均匀的问题。为了要获得均匀、清晰的红外图像以及准确的被观测物体温度信息，红外焦平面器件必须要进行死点校正。

现有红外相机或测温设备的死点校正主要采用人工方式，即人工进行参数的配置以及状态的判断。因此，其存在耗时长、开销大等较多问题。造成大规模、多批次的测试成为一件耗时、耗力的工作。因此，需要对现有技术进行改进。

实用新型内容

本实用新型提供一种红外摄像装置的校正系统，用于解决现有技术中无法确定黑体温度变化是否稳定而导致的测试不准确等问题。

基于上述目的，本实用新型提供一种红外摄像装置的校正系统，包括：温度可调的黑体；与所述黑体间相距一空间间隔的红外摄像装置；其中，所述空间间隔满足所述红外摄像装置摄取到的全部图像数据为所述黑体中温度源的部分；与所述黑体和红外摄像装置均连接的、用于基于所述黑体提供的响应时长对红外摄像装置进行死点校正的校正装置。

优选地，所述黑体包括：温度调节器、和与所述校正装置相连的外部接口；其中，所述温度调节器包括：处理芯片、与所述处理芯片相连的温控电路、以及受所述温控电路控制的红外管。

优选地，所述校正装置中还包含：与黑体相连第一接口；与所述红外摄像装置相连的第二接口；与所述第一接口和第二接口均连接的、用于获取所述黑体所提供的响应时长及获取所述红外摄像装置所提供的图像数据的控制模块；与所述控制模块相连的、用于按照所述控制模块所提供的响应时长进行定时，并在定时结束时，向所述控制模块反馈获取指令的定时模块。

优选地，所述校正系统还包括：容纳所述黑体和红外摄像装置的恒温容器。

优选地，所述黑体通过RS232接口与所述校正装置相连。

优选地，所述红外摄像装置通过USB接口与所述校正装置相连。

如上所述，本实用新型的红外摄像装置的校正系统，具有以下有益效果：利用校正装置来获取黑体响应温度变化时长，并据此来确定黑体的温度稳定时长，能够准确、及时的获取用于检测死点的图像数据，有效避免了因无法得知黑体温度而造成的测试不准确等问题；另外，在黑体和红外摄像装置外设置恒温容器，有利于防止外部环境对测试的干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例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实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的校正系统的一个实施例的结构方框图。

图2是本实用新型的校正系统的又一个实施例的结构方框图。

图3是本实用新型的校正系统中的死点校正系统的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型还提供一种校正系统。所述校正系统1包括：温度可调的黑体11、红外摄像装置12、和校正装置13。

所述黑体11内具有温度调节器、外部接口。所述温度调节器与外部接口相连。所述外部接口优选为RS232接口。

所述温度调节器内包括处理芯片、与所述处理芯片相连的温控电路、以及受所述温控电路控制的红外管。

其中，所述处理芯片与所述外部接口相连，用于接收包含温度测试点的指令，并将所述指令转换成温控电路所能识别的指令，并予以发送，以及根据所述温控电路反馈的温度采样值估计达到所述温度测试点所需要的响应时长，并将所得到的响应时长予以反馈。

所述温控电路包含：安装在所述红外管处的温度传感器、与所述温度传感器和处理芯片均相连的温控器。

所述温控器以所述温度传感器所提供的温度采样值为反馈，并基于所接收的指令调整控制红外管电压的PWM信号的占空比。同时，所述温控器还将所述温度传感器提供的温度采样值反馈给所述处理芯片。所述处理芯片还根据所接收的获取指令，将所得到的温度采样值予以反馈。

所述红外摄像装置12与所述黑体11间相距一空间间隔。其中，所述空间间隔满足所述红外摄像装置12摄取到的全部图像数据为所述黑体11中温度源的部分。

所述红外摄像装置12为待校正的摄像装置。

所述校正装置13可以是专用设备、或能够执行所述校正方法的计算机设备，用于基于所述黑体提供的响应时长对红外摄像装置进行死点校正。其中，所述校正装置13可以通过无线网络与黑体和红外摄像装置通信，优选地，所述校正装置13的硬件包括：与所述黑体11相连的第一接口(如RS232)，与所述红外摄像装置12相连的第二接口(如USB接口)，包含处理器、内存、及其外围电路的控制模块，以及定时模块。如图2所示。

所述控制模块用于向所述黑体11发送包含温度测试点的指令，并将获取自所述黑体11所提供的响应时长转换成所述定时模块所能识别的格式，输至所述定时模块。

所述定时模块中包含定时器及其外围电路。所述定时器接收到所述控制模块的响应时长，并按照所述响应时长开始计时，当计时结束时，向所述控制模块反馈获取指令。所述控制模块通过各接口分别向黑体11和红外摄像装置12发送获取指令，并启动同样安装在所述校正装置13中的死点校正系统2。

优选地，所述校正系统1还包括：容纳所述黑体11和红外摄像装置12的恒温容器(未予图示)。所述恒温容器为所述黑体11和红外摄像装置12提供在校正要求范围内恒定的常温环境(如25度的常温环境)。

所述死点校正系统2包括：通信模块21、判断模块22、死点确定模块23、校正模块24。如图3所示。

所述通信模块21用于获取预设时长内，所述黑体11提供的对应多个温度测试点的温度采样值、以及所述红外摄像装置12提供的对应同一温度测试点的至少一帧图像数据。

在此，所述通信模块21包含上述各接口。所述通信模块21在预设时长内分别与黑体11和红外摄像装置12进行数据通信，以接收所述黑体11提供的对应多个温度测试点的温度采样值、以及所述红外摄像装置12提供的对应同一温度测试点的至少一帧图像数据。

具体地，所述控制模块通过所述通信模块21向黑体11发送包含温度测试点的指令，所述黑体11将自身温度调整到所述温度测试点所对应的温度值，并维持在该温度值，直至接收到下一指令。所述通信模块21在发送所述指令的一时段后(如基于所述定时模块的指令)，读取预设时长内的黑体11的温度采样值，以及所述红外摄像装置12提供的对应同一温度测试点的至少一帧图像数据。

在此，所述温度测试点是指所述死点校正系统2所设定的黑体11温度值。所述温度采样值是所述通信模块21获取的黑体11实际的温度值。

所述通信模块21可在预设时长内仅读取一个温度采样值。优选地，读取多个温度采样值。例如，所述死点校正系统2读取大于10个温度采样值。

所述通信模块21可在预设时长内仅读取红外摄像装置12的一帧图像数据。优选地，读取多帧图像数据，以减少误差。例如，所述通信模块21读取大于100帧的图像数据。

所述判断模块22用于基于各温度测试点的温度采样值、和/或对应各温度测试点的各帧图像数据的噪声，确定是否重新获取相应温度测试点的温度采样值及各帧图像数据。

具体地，在一种方式中，所述判断模块22包括：温度判断子模块。

所述温度判断子模块用于可基于各温度测试点的温度采样值，确定是否重新获取相应温度测试点的温度采样值及各帧图像数据。

在此，所述温度判断子模块可比较所获取的温度采样值与对应的温度测试点是否一致；若是，则确定无需重新获取，并执行死点确定模块23；反之，则重新执行通信模块21。其中，若确定不一致，所述温度判断子模块还可以在间隔预设时间间隔之后，重新执行通信模块21，以便为所述黑体11响应指令提供时间。

优选地，所述温度判断子模块统计同一温度测试点的多个温度采样值的温度波动情况，当所统计的温度波动情况在预设的温度容限内，则确定无需重新获取相应温度测试点的温度采样值及各帧图像数据。

在此，所述温度波动情况包括但不限于：温度采样值与对应的温度测试点的方差值、温度采样值与对应的温度测试点的差值绝对值等。

例如，所述温度判断子模块统计各温度采样值与对应的温度测试点的方差值，并评判同一温度测试点的各方差值是否均小于预设的温度容限，若是，则确定无需重新执行通信模块21，反之，则确定重新执行通信模块21。

又如，所述温度判断子模块统计各温度采样值与对应的温度测试点的方差值，并评判小于预设的温度容限的、同一温度测试点的各方差值的数量大于等于预设的数量阈值；若是，则确定无需重新执行通信模块21；反之，则确定重新执行通信模块21。

在另一种方式中，所述判断模块22包括：噪声判断子模块。

所述噪声判断子模块用于基于对应各温度测试点的各帧图像数据的噪声，确定是否重新获取相应温度测试点的温度采样值及各帧图像数据。

在此，所述噪声判断子模块可按照现有噪声估计方式来计算各帧图像数据的噪声。接着，所述噪声判断子模块计算对应同一温度测试点的每帧图像数据的噪声，并判断所得到的各噪声满足预设的噪声条件的数量是否达到预设的数量阈值；若是，则将满足噪声条件的各噪声所对应的图像数据予以保留；反之，则重新执行通信模块21。

在此，所述预设的噪声条件包括但不限于：所计算的噪声低于预设的噪声阈值。优选地，所述噪声条件为：所计算的噪声的平方小于预设的噪声门限的平方与预设的红外摄像装置12的系统噪声的平方之和。

在此，所述噪声判断子模块可预设该数量阈值为所得到的图像数据的数量、或预设的固定值。

例如，所述噪声判断子模块计算对应每个图像数据的噪声的平方是否小于预设的噪声门限的平方与预设的红外摄像装置12的系统噪声的平方之和。若是，则进一步统计小于所述平方和的图像数据的数量是否大于等于预设的数量阈值，若是，则将满足噪声条件的各噪声所对应的图像数据予以保留，并执行死点确定模块23；反之，其他任何情况，都重新执行通信模块21。

需要说明的是，还有一种方式是，所述死点校正系统2可选择上述任一种方式来确定是否执行死点确定模块23。或者，所述死点校正系统2按照上述两种方式均确认执行死点确定模块23时，才会执行死点确定模块23。

所述死点确定模块23用于基于所述红外摄像装置12中各像素点的温度测试点-像素点的响应均匀性，来确定各像素点是否为死点。

在此，所述像素点信息包括但不限于：像素值、像素点特征值等。

具体地，所述死点确定模块23先将对应同一温度测试点的、各图像数据中的、同一像素位置的像素点信息做均值处理，再判断对应同一像素点位置的、依次增加/依次减少的温度测试点所对应的各像素点信息所构成的响应曲线是否落在带有预设斜率的直线附近；若是，则确定该像素点为非死点(即正常的像素点)；反之，则确定该像素点为死点(即不正常的像素点)。

优选地，所述死点确定模块23基于不同温度测试点的同一像素点的像素点信息，计算温度测试点-像素点的响应曲线的斜率；再对各像素点所对应的斜率进行统计，并基于统计结果确定斜率范围之外的斜率所对应的像素点为死点。

具体地，所述死点确定模块23将均值处理后的对应同一温度测试点的各像素点信息、和依次增加/依次减少的温度测试点，绘制成响应曲线，并计算所述响应曲线的斜率。接着，所述死点确定模块23按照预设的统计算法(如正态分布)对所得到的各像素点所对应的斜率进行统计，并按照统计结果将预设概率区间之内的斜率所对应的像素点作为正常的像素点，反之，其他像素点为死点。

所述校正模块24用于采用插值的方式，利用确定为死点周围的像素点的像素值对相应的死点进行校正。

具体地，所述校正模块24可计算死点周围的作为非死点的像素点的像素值的均值，并将其作为相应死点的像素值。或者其他现有的校正方式。

综上所述，本实用新型的红外摄像装置的校正系统，通过对各温度测试点的温度采样值、和/或对应各温度测试点的各帧图像数据的噪声的分析，确定用于标定死点的各图像数据，能够有效提高了死点校正的准确性；同时，利用温度测试点-像素点的线性关系，快速识别并校正红外摄像装置中的死点，有效提高了校正效率。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种红外摄像装置的校正系统，其特征在于，包括：

温度可调的黑体；

与所述黑体间相距一空间间隔的红外摄像装置；其中，所述空间间隔满足所述红外摄像装置摄取到的全部图像数据为所述黑体中温度源的部分；

与所述黑体和红外摄像装置均连接的、用于基于所述黑体提供的响应时长对红外摄像装置进行死点校正的校正装置。

2.根据权利要求1所述的红外摄像装置的校正系统，其特征在于，所述黑体包括：温度调节器、和与所述校正装置相连的外部接口；其中，所述温度调节器包括：处理芯片、与所述处理芯片相连的温控电路、以及受所述温控电路控制的红外管。

3.根据权利要求1所述的红外摄像装置的校正系统，其特征在于，所述校正装置中还包含：

与黑体相连第一接口；

与所述红外摄像装置相连的第二接口；

与所述第一接口和第二接口均连接的、用于获取所述黑体所提供的响应时长及获取所述红外摄像装置所提供的图像数据的控制模块；

与所述控制模块相连的、用于按照所述控制模块所提供的响应时长进行定时，并在定时结束时，向所述控制模块反馈获取指令的定时模块。

4.根据权利要求1所述的红外摄像装置的校正系统，其特征在于，还包括：容纳所述黑体和红外摄像装置的恒温容器。

5.根据权利要求1或2所述的红外摄像装置的校正系统，其特征在于，所述黑体通过RS232接口与所述校正装置相连。

6.根据权利要求1所述的红外摄像装置的校正系统，其特征在于，所述红外摄像装置通过USB接口与所述校正装置相连。