[发明专利]红外焦平面阵列的多判据盲元检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种盲元检测方法，尤其涉及一种红外焦平面阵列的多判据盲元检测方法。

背景技术

由于红外探测器在制作过程中半导体材料的不一致，掩膜误差、缺陷、工艺等因素的影响，其信号输出幅值会出现不均匀现象，严重者就会出现文中所讲的盲元问题。由于这些不均匀性及盲元的存在，可能会使所获得的图像信号模糊不清、畸变，甚至使探测器失去探测能力，对于成本较高的焦平面阵列来说，若能通过非均匀校正使均匀性很差的探测器获得满意的校正结果，通过盲元检测和补偿剔除过亮或过暗的像元，提高红外焦平面阵列的成像质量，则具有很高的应用价值和意义。

无效像元的存在会降低红外成像的温度辨率，严重影响红外成像图像质量。因此，无效像元的数量和位置成为红外焦平面阵列探测器的一个重要品质参数。而且，在目前材料和工艺水平下要从红外焦平面阵探测器上根本地消除无效像元几乎不可能。因此，进行无效像元的补偿是必不可少的。对无效像元的补偿的关键在于如何判别无效像元及其体位置。无效像元的过判别会增加补偿算法的计算量，同时也会损失图像细节信节，而欠判别则会影响去盲元的效果，降低红外成像的温度分辨率和系统对点状小目标检测和跟踪性能。因此，建立精确的红外焦平面阵列探测器无效像元的理论模型，导出可靠的无效像元的检测判据具有十分重要的意义。

盲元也称为无效像元，对于无效像元的定义，国标中主要是从器件本身对黑体辐射的响应程度作为量化指标的，无效像元(Non-effective pixel)包括死像元和过热像元;死像元(Dead pixel):像元响应率小于平均响应率的1/10的像元;过热像元(Overhot Pixel):像元噪声电压大于平均噪声电压的10倍的像元。所以对于盲元而言，主要表现形式有:

1)信号输出始终为固定输出值或者校正前过亮或者过暗的像元，包括始终处于截止状态的像元、处于饱和状态的像元和固定灰度像元。在成像时表现为亮点、黑点或固定灰度点。

2)闪烁像元，噪声过大，信号被噪声淹没。在成像时表现为时而亮点时而黑点，

其输出信号变化与成像场景无对应关系。

实验发现，国标的盲元定义对成像系统中无效像元补偿来说并不合适。我们平时所说的盲元属于异常像元，对于异常像元种类主要包括：直流电平像元，响应率异常像元，受                                               噪声的影响较大的噪声像元等，其中部分响应率异常（过强或者过弱）的像元可以通过非均匀性校正算法进行校正，不应属于盲元范畴。

在红外焦平面阵列探测器的大量测试中，如果采用响应率小于平均响应率的1/10来作为盲元判据，在实际输出信号测试时还是可以看到明显的异常响应信号突变峰值，或成像演示时还是可以看到明显的固定位置亮点和黑斑，而且会存在部分可校正的响应异常像元被误判的情况。这是因为国标的非均匀性定义是基于黑体辐射的响应程度作为量化指标的，该定义只考虑到无效像元的二种主要情况，未能涵盖所有无效像元情况。在实际的红外成像系统中必须加上信号传输和处理通道等的影响。实际上，国际上对于红外成像层面的无效像元的定义还没有统一的标准。因此，本发明针对盲元形成的机理与其表现特性，定义四种类型的无效像元：

(1)    始终产生相同信号输出的死像元；

(2)    响应曲线趋势异常，难以进行校正的异常像元；

(3)噪声大于固定闭值的噪声像元；

(4)时变性明显不同于正常像元的闪烁或漂移像元。

 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：产生四种类型的无效像元，1、始终产生相同信号输出的死像元；2、响应曲线趋势异常，难以进行校正的异常像元；3、噪声大于固定闭值的噪声像元和4、时变性明显不同于正常像元的闪烁或漂移像元的问题，提供一种红外焦平面阵列的多判据盲元检测方法。

为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种红外焦平面阵列的多判据盲元检测方法的步骤如下：

步骤1，记录不同温度下黑体辐射源的探测原始数据图像幅时，黑体每个像素点的幅图像的均值、整个焦平面响应均值、偏差极值和时域噪声均方根；

步骤2，计算不同温度下焦平面时域噪声均方根的均值，将时域噪声均方根与焦平面时域噪声均方根的均值进行比较，记为像元集合；

步骤3，计算不同温度下焦平面偏差极值均值，将偏差极值与焦平面偏差极值均值进行比较，记像元集合；