An adaptive adjustment method for high dynamic range of infrared thermal imager includes the following steps: S1: parameter acquisition; using high precision surface source blackbody as standard reference source, normal imaging and output digital video using a refrigeration staring infrared thermal imager; high precision surface source black temperature adjustable, refrigeration staring infrared thermometer Integration time can be switched between multiple set values; S2: data processing; first, set up a refrigeration gaze infrared thermograph in different integration times, secondly, design integral time switching logic and threshold; S3: multi section two point calibration; using non-point source blackbody, under the different integration time between the two points, off-line use of general two point determination The standard algorithm calculates the correction gain and offset value; S4: real-time optimization; the integration time switching logic and threshold algorithm in S2, a programmable FPGA hardware development mode, to form a program and solidify into the imaging circuit.
【技术实现步骤摘要】
一种红外热像仪高动态范围自适应调节方法
该技术属于自适应调节领域,具体涉及一种红外热像仪高动态范围自适应调节方法。
技术介绍
红外成像技术是将目标视场内各物体表面因温度或发射率不同而产生的红外辐射差异转化为可见图像的技术。在军事领域,红外成像广泛应用于对军事目标的搜索、观瞄、侦察、识别与跟踪;对远、中、近程军事目标的监视、告警、预警与跟踪;红外成像的精确制导;武器平台的驾驶、导航;探测隐身武器系统、进行光电对抗等。红外成像探测涉及的能量转换过程为:光学能量经光学系统汇聚后,进入焦平面阵列进行光电转换形成模拟电信号,经过滤波、运放等电子学处理后进入AD转换电路转换为数字图像信号,作为数字图像处理系统的输入,进行后续图像预处理操作。红外热像仪的动态范围,指其正常成像状态下,从最小响应阈值到饱和状态响应的范围。在整个能量转换过程中,动态范围受限于光电转换形成模拟电信号的大小,也即焦平面阵列储存电荷的容量。焦平面在进行光电转换时,累积电荷容量与两个因素有关,一是外界辐射强度,二是积分时间。由于外界辐射强度是客观存在,因此在给定信号处理电路的情况下,红外热像仪动态范围很大程度上取决于其当前积分时间。在实际使用中,存在的问题是,在外界辐射较低(如热像仪在冬季或寒冷地区使用)时,热像仪响应较低,造成信号强度弱,信噪比低,难以识别目标。反之在外界辐射较高时,热像仪响应容易饱和,无法正常成像。这些问题都源自热像仪动态范围与使用场景不匹配。由于工艺水平和其它因素的限制,在制冷凝视型红外热成像过程中广泛存在图像非均匀性。目前采用基于定标或基于场景的方式进行非均匀性校正,其中两点 ...
【技术保护点】
一种红外热像仪高动态范围自适应调节方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:参数采集;利用高精度面源黑体(2)作为标准参考源,使用制冷型凝视红外热像仪(1)进行正常成像并输出数字视频;高精度面源黑体(2)温度可调节,制冷型凝视红外热像仪(1)积分时间可在多档设定值间切换,上位机(3)处理程序可对当前成像画面灰度均值及中心区域均值进行实时存储,从而得到不同外界辐射条件下,不同积分时间下,与数字图像灰度值响应对应的原始数据;S2:数据处理;首先,建立制冷型凝视红外热像仪(1)不同积分时间下,其响应与外界辐射的关系,采用上位机(3)程序拟合此关系曲线,其次,设计积分时间切换逻辑和阈值;S3:多段两点标定;使用面源黑体(2),在不同的积分时间档位下,离线利用通用的两点定标算法计算得到校正增益值和偏移值,并将校正增益值和偏移值固化入不同的非易失性存储空间内,在制冷型凝视红外热像仪(1)开机时,多段两点参数均转移入片上高速存储空间内,随着积分时间档位的切换,校正参数可实现实时随之切换,不存在切换延时。S4:实时优化;将S2中的积分时间切换逻辑和阈值算法,以可编程的FPGA硬件开发方式,形成程序并固化入 ...
【技术特征摘要】
1.一种红外热像仪高动态范围自适应调节方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:参数采集;利用高精度面源黑体(2)作为标准参考源,使用制冷型凝视红外热像仪(1)进行正常成像并输出数字视频;高精度面源黑体(2)温度可调节,制冷型凝视红外热像仪(1)积分时间可在多档设定值间切换,上位机(3)处理程序可对当前成像画面灰度均值及中心区域均值进行实时存储,从而得到不同外界辐射条件下,不同积分时间下,与数字图像灰度值响应对应的原始数据;S2:数据处理;首先,建立制冷型凝视红外热像仪(1)不同积分时间下,其响应与外界辐射的关系,采用上位机(3)程序拟合此关系曲线,其次,设计积分时间切换逻辑和阈值;S3:多段两点标定;使用面源黑体(2),在不同的积分时间档位下,离线利用通用的两点定标算法计算得到校正增益值和偏移值,并将校正增益值和偏移值固化入不同的非易失性存储空间内,在制冷型凝视红外热像仪(1)开机时,多段两点参数均转移入片上高速存储空间内,随着积分时间档位的切换,校正参数可实现实时随之切换,不存在切换延时。S4:实时优化;将S2中的积分时间切换逻辑和阈值算法,以可编程的FPGA硬件开发方式,形成程序并固化入成像电路;此时,积分时间切换逻辑、积分时间切换阈值、多段两点参数,均与热像仪响应曲线直接对应,并固化入图像处理主通道中。2.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:董斐,刘晗,傅强,林森,
申请(专利权)人:北京航天计量测试技术研究所,中国运载火箭技术研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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