[发明专利]一种红外成像系统冷反射黑斑的修复方法

说明书

一种红外成像系统冷反射黑斑的修复方法，红外成像系统出厂前出现冷反射黑斑时，针对图像的每一个像素计算其分布参量并存储在系统中，同时存储当时的温度TS及出厂前非均匀性系数标定的温度T0；设备上电使用时，从存储器件中读出各像素的分布参量以及TS、T0；设备上电非均匀校正时，记录校正时的温度Tc；设备使用时，对每个像素进行非均匀校正，并根据当前系统温度T,以及TS、T0、Tc，实时计算温度相关性系数，根据分布参量及温度相关性系数计算出每个像素的修复参数，对每个像素的非均匀校正结果叠加修复参数，最后输出冷反射黑斑修复后的图像。

技术领域

本发明涉及红外成像技术领域，具体涉及一种红外成像系统冷反射黑斑的修复方法。

背景技术

带有光学系统的制冷型红外成像系统在成像时内部探测器的制冷表面会被前置的某一个光学元件反射，此时探测器会探测到相对环境温度低很多的自身冷表面的信号，在视场中心会形成黑斑，严重影响成像质量和目标识别，这种由于重复反射而引起的成像缺陷，称之为冷反射，也称之为温差再生效应。一般红外焦平面温度控制在90-110K之间，与环境温度为300K的热差较大，极弱的反射也会有较强的冷反射现象。冷反射的控制是制冷型红外光学系统的难点，尤其是对于复杂的变焦光学系统，在变倍过程中的冷像控制难度更大，目前尚无较好的处理方式，只能在设计、镀膜上加以控制，增加了设计和加工难度，且难以彻底去除。传统的非均匀校正算法可在当前温度不变时对冷反射进行修正，但当切换视场位置，成像系统温度随环境温度变化时，冷反射强度也会随之变化，这时传统的非均匀校正算法就不能对冷反射进行完全修正，图像中仍会出现黑斑。

发明内容

本发明的目的在于针对目前制冷型红外成像系统成像时出现黑斑的问题，提供一种红外成像系统冷反射黑斑的修复方法，能随环境温度变化实现对红外成像系统中冷反射问题的修复，降低光学设计难度与加工工艺要求，减小冷反射对成像的影响，提高图像质量。

本发明的技术方案如下：

一种红外成像系统冷反射黑斑的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)红外成像系统出厂前测试时，当图像出现冷反射黑斑时，针对图像的每一个像素计算其分布参量δ_i,j，计算方式如下：

δ_i,j＝X_ij—X_i,j

其中，X_i,j为探测器输出任一像素的原始数据，X_ij为整幅图像的均值；

同时在红外成像系统的存储器中存储所述布参量δ_i,j，以及此时的温度T_S；

(2)红外成像系统出厂前进行非均匀性系数标定时，在红外成像系统的存储器中记录并存储标定时的温度T₀；

(3)红外成像系统使用前，开机上电时，先从存储器件中读出存储的所述分布参量δ_i,j，以及T_S、T₀，然后进行非均匀校正，记录并存储进行非均匀校正时的温度Tc；

(4)红外成像系统使用过程中，按照预设周期进行非均匀校正，在每个非均匀校正周期内，对每一帧图像的每一个像素进行非均匀校正并存储校正结果；

同时获取每次非均匀校正时的系统温度T，并按以下公式计算出温度相关性系数η：

η＝τ[(T-T₀)]/[(Ts-T₀)-(Tc-T₀)/(Ts-T₀)]

＝τ(T-Tc)/(Ts-T₀)

其中：