專利名稱：一種短波紅外探測器非均勻校正方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種短波紅外探測器非均勻校正方法及裝置，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來紅外成像系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于紅外前視、紅外搜索跟蹤等多個(gè)領(lǐng)域。短波紅外是指1. O 2. 5 μ m的紅外波段，與中波、長波紅外成像不同的是，短波紅外成像主要利用室溫景物反射環(huán)境中的短波紅外輻射特性來實(shí)現(xiàn)探測。綠色植物對短波紅外的反射能力比對可見光要強(qiáng)。部分礦物在短波紅外波段有強(qiáng)吸收峰。由于其特點(diǎn)，短波紅外對于植被、 巖石、云層探測方面有重要作用。短波紅外探測在辨別軍事偽裝方面也有獨(dú)特優(yōu)勢?；谝陨咸攸c(diǎn)，短波紅外成像可以提供可見光、微光夜視、中波、長波紅外成像所不能提供的信息， 有其重要意義。短波紅外探測器與中波、長波具有一樣都具有非均勻性的問題，成像系統(tǒng)都必須對其非均勻性進(jìn)行校正，但是不同的是短波紅外的響應(yīng)已經(jīng)接近可見光范圍，已經(jīng)無法采用定標(biāo)黑體對其進(jìn)行非均勻校正，因此需要針對短波紅外探測器特性設(shè)計(jì)新的短波紅外非均勻校正方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種短波紅外探測器非均勻校正方法和裝置，以解決短波紅外探測器非均勻性的問題。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供一種短波紅外探測器非均勻校正方法，該校正方法的步驟如下
I).為短波紅外探測器提供非均勻校正的標(biāo)準(zhǔn)輻射源；
2).將輻射源輻射出的標(biāo)準(zhǔn)面元匯聚到短波紅外探測器的焦平面上；
3).計(jì)算短波紅外探測器的非均勻校正系數(shù)；
4).利用計(jì)算出的非均勻校正系數(shù)對短波紅外探測器進(jìn)行實(shí)時(shí)非均勻校正。
所述的步驟4)在進(jìn)行實(shí)時(shí)非均勻校正的同時(shí)還需對短波紅外圖像進(jìn)行盲元查找替換。
所述的步驟2)中是通過改變光闌的大小來控制短波紅外探測器焦平面上接收到的輻射通量。
所述的步驟3)中非均勻校正系數(shù)的計(jì)算是通過采用圖像凍結(jié)的方式靜態(tài)采集單幀紅外圖像的響應(yīng)或者多幀紅外圖像響應(yīng)的平均值來完成的。
所述的步驟4)在進(jìn)行非均勻校正時(shí)采用的是流水線的方式，通過對短波紅外探測器焦平面的每個(gè)像元的響應(yīng)依次與其對應(yīng)位置點(diǎn)的非均勻校正系數(shù)進(jìn)行運(yùn)算。
本發(fā)明為解決 上述技術(shù)問題還提供一種短波紅外探測器校正裝置，該校正裝置包括
積分球，用于為短波紅外探測器提供非均勻校正的標(biāo)準(zhǔn)輻射源；
光學(xué)鏡頭，用于將積分球輻射出的標(biāo)準(zhǔn)面元匯聚到短波紅外探測器的焦平面上；
非均勻校正電路，包括校正系數(shù)計(jì)算模塊和實(shí)時(shí)校正模塊，分別用于計(jì)算短波紅 外探測器的非均勻校正系和對短波紅外探測器進(jìn)行實(shí)時(shí)非均勻校正。
所述的非均勻校正電路還包括盲元查找替換模塊，用于對短波紅外圖像進(jìn)行盲元查找替換。
所述的光學(xué)鏡頭是通過改變其光闌的大小來控制短波紅外探測器焦平面接收到 的輻射通量。
所述的校正系數(shù)計(jì)算模塊是是通過采用圖像凍結(jié)的方式靜態(tài)采集單幀紅外圖像 的響應(yīng)或者紅外圖像響應(yīng)的平均值來進(jìn)行紅外圖像非均勻校正系數(shù)的計(jì)算。
所述的實(shí)時(shí)校正模塊采用流水線的方式進(jìn)行非均勻校正，通過對短波紅外探測器 焦平面的每個(gè)像元的響應(yīng)依次與其對應(yīng)位置點(diǎn)的非均勻校正系數(shù)進(jìn)行運(yùn)算。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過非均勻校正的標(biāo)準(zhǔn)輻射作為短波紅外探測器 的輻射源，同時(shí)采用光闌控制短波紅外探測器接收的輻射通量，為非均勻校正提供標(biāo)準(zhǔn)輸 入，最后通過流水線模方式進(jìn)行非均勻校正系數(shù)的計(jì)算和校正，提高了短波紅外探測器的 非均勻校正效果，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易實(shí)現(xiàn)，效果好。


圖1是本發(fā)明的短波紅外探測器非均勻校正裝置的構(gòu)造圖2是本發(fā)明的短波紅外探測器非均勻校正裝置中非均勻校正電路的示意圖3是本發(fā)明的短波紅外探測器非均勻校正裝置中非均勻校正電路的原理圖4是本發(fā)明的短波紅外探測器非均勻校正方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體的實(shí)施方式做進(jìn)一步說明。
本發(fā)明的一種短波紅外探測器非均勻校正方法的實(shí)施例
本發(fā)明的一種短波紅外探測器非均勻矯正方法，該方法的步驟如圖3所示，其具 體過程如下
1.為短波紅外探測器提供非均勻校正的標(biāo)準(zhǔn)輻射源輸入，例如，使用積分球作為 短波紅外探測器的輻射源。
2.利用短波紅外光學(xué)鏡頭匯聚積分球輸出的標(biāo)準(zhǔn)面元輻射到短波紅外探測器的 焦平面上，通過改變短波紅外光學(xué)鏡頭內(nèi)光闌的大小來控制匯聚到短波紅外探測器焦平面 的輻射通量。
3.利用FPGA內(nèi)部SOPC軟核對短波紅外非均勻校正系數(shù)的進(jìn)行計(jì)算，通過采用圖 像凍結(jié)的方式靜態(tài)采集單幀紅外圖像的響應(yīng)依次與其對應(yīng)位置點(diǎn)的非均勻校正系數(shù)進(jìn)行運(yùn)算。
4.采用流水線的方式對短波紅外探測器焦平面的每個(gè)像元的響應(yīng)依次與其對應(yīng) 位置點(diǎn)的非均勻校正系數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，同時(shí)采用FPGA模塊進(jìn)行盲元查找和替換采用中值濾 波的方式查找短波紅外圖像的盲元。
本發(fā)明的一種短波紅外探測器非均勻校正裝置的實(shí)施例
如圖1所示，該校正裝置包括積分球、光學(xué)鏡頭和非均勻校正電路，積分球?yàn)槎滩?紅外探測器提供非均勻校正的標(biāo)準(zhǔn)輻射源，光學(xué)鏡頭匯聚積分球輸出的標(biāo)準(zhǔn)面元輻射到短 波紅外探測器的焦平面上，非均勻校正電路如圖2所示，包括校正系數(shù)計(jì)算模塊、實(shí)時(shí)校正 模塊和盲元替換查找模塊，其原理如圖3所示。
短波紅外探測器非均勻校正分為實(shí)時(shí)處理流程和系數(shù)計(jì)算流程兩種工作狀態(tài)，系 數(shù)計(jì)算流程中預(yù)處理裝置采用SOPC軟核完成非均勻校正系數(shù)計(jì)算并將校正系數(shù)的計(jì)算結(jié) 果寫入校正系數(shù)存儲(chǔ)器。實(shí)時(shí)處理流程首先實(shí)時(shí)校正模塊根據(jù)校正系數(shù)對紅外信號(hào)進(jìn)行非 均勻校正，然后盲元查找替換模塊7采用3X3窗口中值濾波的方法確定盲元位置并用窗口 內(nèi)9個(gè)像素的平均值替換盲元。
參照圖4，為保證系統(tǒng)工作的實(shí)時(shí)性，短波紅外探測器非均勻校正電路以每幀信號(hào) 的開始為起點(diǎn)進(jìn)行工作。每幀信號(hào)開始后首先判斷上位機(jī)是否通過通信模塊發(fā)送模式切換 命令，若收到模式切換命令，采用SOPC軟核的非均勻校正系數(shù)計(jì)算裝置立刻通過圖像凍結(jié) 裝置禁止存儲(chǔ)器的寫入，然后根據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻校正系數(shù)的計(jì)算，計(jì)算完成 后返回到幀查詢位置等待下一幀到來；若沒有收到模式切換命令則依次執(zhí)行實(shí)時(shí)模式下的 各項(xiàng)操作。
權(quán)利要求
1.一種短波紅外探測器非均勻校正方法，其特征在于該校正方法的步驟如下1).為短波紅外探測器提供非均勻校正的標(biāo)準(zhǔn)輻射源；2).將輻射源輻射出的標(biāo)準(zhǔn)面元匯聚到短波紅外探測器的焦平面上；3).計(jì)算短波紅外探測器的非均勻校正系數(shù)；4).利用計(jì)算出的非均勻校正系數(shù)對短波紅外探測器進(jìn)行實(shí)時(shí)非均勻校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的短波紅外探測器非均勻校正方法，其特征在于所述的步驟 4)在進(jìn)行實(shí)時(shí)非均勻校正的同時(shí)還需對短波紅外圖像進(jìn)行盲元查找替換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的短波紅外探測器非均勻校正方法，其特征在于所述的步驟2)中是通過改變光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)光闌的大小來控制短波紅外探測器焦平面上接收到的輻射通量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的短波紅外探測器非均勻校正方法，其特征在于所述的步驟3)中非均勻校正系數(shù)的計(jì)算是通過采用圖像凍結(jié)的方式靜態(tài)采集單幀紅外圖像的響應(yīng)或者多幀紅外圖像響應(yīng)的平均值來完成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的短波紅外探測器非均勻校正方法，其特征在于所述的步驟4)在進(jìn)行非均勻校正時(shí)采用的是流水線的方式，通過對短波紅外探測器焦平面的每個(gè)像元的響應(yīng)依次與其對應(yīng)位置點(diǎn)的非均勻校正系數(shù)進(jìn)行運(yùn)算。
6.一種短波紅外探測器非均勻校正裝置，其特征在于該校正裝置包括積分球，用于為短波紅外探測器提供非均勻校正的標(biāo)準(zhǔn)輻射源；光學(xué)鏡頭，用于將積分球輻射出的標(biāo)準(zhǔn)面元匯聚到短波紅外探測器的焦平面上；非均勻校正電路，包括校正系數(shù)計(jì)算模塊和實(shí)時(shí)校正模塊，分別用于計(jì)算短波紅外探測器的非均勻校正系和對短波紅外探測器進(jìn)行實(shí)時(shí)非均勻校正。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的短波紅外探測器非均勻校正裝置，其特征在于所述的非均勻校正電路還包括盲元查找替換模塊，用于對短波紅外圖像進(jìn)行盲元查找替換。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的短波紅外探測器非均勻校正裝置，其特征在于所述的光學(xué)鏡頭是通過改變其光闌的大小來控制短波紅外探測器焦平面接收到的輻射通量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的短波紅外探測器非均勻校正裝置，其特征在于所述的校正系數(shù)計(jì)算模塊是是通過采用圖像凍結(jié)的方式靜態(tài)采集單幀紅外圖像的響應(yīng)或者紅外圖像響應(yīng)的平均值來進(jìn)行紅外圖像非均勻校正系數(shù)的計(jì)算。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的短波紅外探測器非均勻校正裝置，其特征在于所述的實(shí)時(shí)校正模塊采用流水線的方式進(jìn)行非均勻校正，通過對短波紅外探測器焦平面的每個(gè)像元的響應(yīng)依次與其對應(yīng)位置點(diǎn)的非均勻校正系數(shù)進(jìn)行運(yùn)算。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種短波紅外探測器非均勻校正方法及裝置，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過非均勻校正的標(biāo)準(zhǔn)輻射作為短波紅外探測器的輻射源，同時(shí)采用光闌控制短波紅外探測器接收的輻射通量,為非均勻校正提供標(biāo)準(zhǔn)輸入，最后通過流水線模方式進(jìn)行非均勻校正系數(shù)的計(jì)算和校正，提高了短波紅外探測器的非均勻校正效果，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易實(shí)現(xiàn)，效果好。
文檔編號(hào)G06T5/00GK103065280SQ20121054115
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者趙凱生, 汪江華, 潘曉東 申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所