[发明专利]基于实测数据反演目标红外辐射图像的方法和装置

权利要求书

1.一种基于实测数据反演目标红外辐射图像的方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用红外成像系统获取目标物体的红外辐射图像；

根据红外成像系统的黑体标定曲线V(T)以及红外辐射图像中每个像素点的测量电压值，得到红外辐射图像中每个像素点的温度；

采用傅立叶变换函数、红外成像系统的调制传递函数和傅立叶反变换函数，对红外辐射图像中每个像素点的温度进行反演修正，得到每个像素点的修正后的温度；

根据每个像素点的修正后的温度获取每个像素点的修正后的电压值；

根据每个像素点的修正后的电压值，获取修正后的红外辐射图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

采用红外成像系统中的红外热像仪测量多组黑体温度，得到多组黑体温度数据T以及对应的电压值V(T)；

根据多组黑体温度数据T以及对应的电平值V(T)，通过曲线拟合的算法进行逼近，得到红外热像仪的黑体标定曲线V(T)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据多组黑体温度数据T以及对应的电平值V(T)，通过曲线拟合的算法进行逼近，得到红外热像仪的黑体标定曲线V(T)，包括：

标定方法是在红外热像仪工作波段λ₁～λ₂内，λ₁<λ₂，将红外热像仪工作状态参数调整到实际测量时对应的工作状态参数，测定红外热像仪输出电平V(T)与黑体温度T之间的关系：

式中，V(T)为热像仪的输出电压，单位为V；L(λ，T)为黑体光谱辐射亮度，单位为W·cm^-2·sr^-1·μm^-1；R(λ)为红外热像仪的光谱响应度，单位：V·W^-1·cm²·sr·μm·μm^-1；λ波长，单位：μm；

当红外热像仪工作波段范围小于预设波段范围时，热像仪输出电平V(T)同黑体温度T的关系是指数关系，可表示为

式中，λ₀＝(λ₁+λ₂)/2，h为普朗克常数，单位W·s²，c为光速，单位cm·s^-1，第二辐射常数c₂＝1.438786×10⁴，单位μm·K，温度T，单位K；Δλ＝λ₂-λ₁，

当红外热像仪工作波段范围不小于预设波段范围时，热像仪输出电平V(T)与黑体温度T的关系可表示为：

其中，A、B为两个常数，根据多组黑体温度数据T以及对应的电压值V(T)，利用最小二乘法确定。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用傅立叶变换函数、红外成像系统的调制传递函数和傅立叶反变换函数，对红外辐射图像中每个像素点的温度进行反演修正，得到每个像素点的修正后的温度，包括：

将红外辐射图像中每个像素点(x,y)的温度T_x,y代入普朗克公式(10)，得到目标光谱辐出度f'(x,y)；

根据式(7)，对目标光谱辐出度f'(x,y)进行傅立叶变换，得到变换后的频谱域函数F'(u,v)；

将根据式(8)，对变换后的频谱域函数F'(u,v)除以对应的MTF，得到修正的频谱数据F(u,v)；

根据式(9)，对修正的频谱数据F(u,v)进行傅立叶逆变换，每个像素点的修正后的温度f(x,y)；其中，

F(u,v)＝MTF(u,v)^-1×F'(u,v) (8)

式中，MTF(u,v)为红外成像系统对应的调制传递函数，x为像素点在红外辐射图像中的横坐标，y为像素点在红外辐射图像中的纵坐标；M，N分别对应红外辐射图像的最大横坐标和最大纵坐标位置；M和N为正整数，第一辐射常数c₁＝3.741832×10⁴，单位W·cm^-2·μm⁴，u、v分别为红外成像系统中探测器的水平方向和垂直方向的空间频率。