[发明专利]一种红外成像系统和方法

说明书

本发明实施例公开了一种红外成像方法及系统，包括：在多个偏置电压或者多个积分时间下对成像目标进行多次红外成像；采集每次红外成像时的工作参数；计算工作参数对应的红外成像系统的噪声等效温差；比较多个噪声等效温差，获得最小噪声等效温差；以最小噪声等效温差所对应的偏置电压或积分时间为优化偏置电压或者优化积分时间。本发明实施例的红外成像系统和红外成像方法中，对从原始红外图像数据中采集相关工作参数并进行处理，得到最小噪声等效温差所对应的偏置电压和/或积分时间，并相应地调节红外成像系统的参数，使红外成像系统工作在最优工作参数下，使得系统的性能达到最优。

技术领域

本发明红外成像技术领域，尤其是涉及一种红外成像系统和方法。

背景技术

红外热成像技术是基于任何超过绝对零度的物体都具有热辐射这一特性而发展起来的，通常利用热成像系统把物体的红外辐射通过光电转换形成可供人类视觉分辨的热图像，即接收物体发出的红外线并根据强度特点还原为物体的热图像，红外热成像技术使人类超越了视觉障碍，由此人们可以观测到物体表面的温度分布。

红外热成像系统就是这种对被测目标在红外层面进行实时显示的系统。由于属于被动成像系统，该系统无论白天或是黑夜均可正常工作，完全不受光线、雨、雪、雾、烟等各种环境的影响。这就使得红外热像仪成为在照明不良、天气恶劣等条件下进行监测的理想工具。随着经济的发展，社会认知程度的提升，红外热像仪如今已成功应用于多个领域，并在其中发挥了重要的作用。

红外热成像系统的核心器件是红外探测器，它将物体辐射出的红外信号转变成电压信号，并送至后端的处理系统进行实时成像。物体辐射出的红外热信号非常微弱，并且极易受到环境温度的影响，导致成像的效果并不理想。通常提高红外图像质量的方法集中于后端的图像处理算法上，譬如成像系统中的基于场景的校正算法等等。但其效果并不理想，并且无法直观的体现出探测器的性能。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种能够自适应地调节偏置电压和/或积分时间，使得红外成像系统工作在最优参数下的红外成像系统和方法。

本发明公开的技术方案包括：

提供了一种红外成像方法，其特征在于，包括：在多个偏置电压或者多个积分时间下，用红外成像系统对成像目标进行多次红外成像，获得多组红外图像数据；采集每次红外成像时的工作参数，获得多组工作参数，其中所述工作参数包括当前的偏置电压、当前的积分时间、当前的环境温度、当前的红外探测器衬底温度和当前的成像目标温度；根据所述红外图像数据计算每组工作参数所对应的红外成像系统的噪声等效温差，获得多个噪声等效温差；比较所述多个噪声等效温差，获得所述多个噪声等效温差中的最小噪声等效温差；获得所述最小噪声等效温差所对应的偏置电压或者积分时间，以所述最小噪声等效温差所对应的偏置电压为优化偏置电压或者以所述最小噪声等效温差所对应的积分时间为优化积分时间；将所述红外成像系统的工作偏置电压设置为所述优化偏置电压或者将所述红外成像系统的工作积分时间设置为所述优化积分时间。

本发明的一个实施例中，获得多组红外图像数据并采集每次红外成像时的工作参数的步骤包括：保持积分时间不变，以预定偏置电压步长取多个偏置电压；对于每个偏置电压，在该偏置电压和保持的积分时间下，用红外成像系统对成像目标进行红外成像，获得多组红外图像数据；采集每个偏置电压下进行红外成像时的工作参数，获得多组工作参数。

本发明的一个实施例中，所述预定偏置电压步长为0.05至0.1伏。

本发明的一个实施例中，获得多组红外图像数据并采集每次红外成像时的工作参数的步骤包括：保持偏置电压不变，以预定积分时间步长取多个积分时间；对于每个积分时间，基于该积分时间和保持的偏置电压，用红外成像系统对成像目标进行红外成像，获得多组红外图像数据；采集每个积分时间下进行红外成像时的工作参数，获得多组工作参数。

本发明的一个实施例中，所述预定积分时间步长为所述红外成像系统的红外探测器的15至30个主时钟。