红外探测器在全温响应范围内消除非均匀性的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及红外探测器在全温响应范围内消除非均匀性的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 由于红外探测器的响应在宽温度范围表现出很强的非线性性，无法针对整个红外 探测器的响应温度段进行非均匀校正。传统的非均匀校正方法截取探测器响应的一段近似 线性区间进行非均匀校正，而在该区间外的响应温度段，探测器的非均匀性会变差，无法保 证红外探测器在全温响应段都具有良好的非均匀性。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种红外探测器在全温响应范围内消除非均匀性的方法，用 以解决传统的非均匀校正方法无法对整个红外探测器的响应温度段进行非均匀校正的问 题。本发明同时提供一种红外探测器在全温响应范围内消除非均匀性的装置。
[0004] 为实现上述目的，本发明的方案包括一种红外探测器在全温响应范围内消除非均 匀性的方法，包括以下步骤：
[0005] (A)计算探测器对应的非均匀校正系数：在红外探测器的固定积分时间下测量出 探测器的近似线性响应温差及其全温响应区间；根据所述近似线性响应温差将所述全温响 应区间分为N段近似线性响应温度区间；分别采集在所述N段近似线性响应温度区间内探 测器对黑体高低温点的响应值，然后分别计算N段近似线性响应温度区间对应的探测器的 非均匀校正系数；
[0006] (B)根据对应的非均匀校正系数对探测器进行非均匀校正：对探测器成像的中心 区域的探测器响应值中相同的响应值进行个数统计，通过统计来确定探测器成像的中心区 域的探测器响应值在所述N段近似线性响应温度区间中的对应位置；然后根据所述对应位 置对应的非均匀校正系数进行校正。
[0007] 实现对应位置的确定以及根据对应位置对应的非均匀校正系数进行校正的手段 为：
[0008] (a)、统计个数的最大值对应的探测器响应值与N段近似线性响应温度区间内探 测器对黑体的高温响应均值和低温响应均值进行逐一比较，确定探测器成像的中心区域的 探测器响应值落在N段近似线性响应温度区间中的哪一个区间；所述探测器成像的中心区 域的探测器响应值为所述个数的最大值对应的探测器响应值；
[0009] (b)、根据计算得到的所述探测器成像的中心区域的探测器响应值落在的温度区 间对应的非均匀校正系数，完成该探测器的非均匀校正。
[0010] 实现所述N段近似线性响应温度区间划分的手段为：I\~（Ti+AThCri+AT-M)~ (?\+2 ·ΔΤ-2 ·Μ)、（?\+2 ·ΔΤ-2 ·Μ)~（?\+3 ·ΔΤ-3 ·Μ)、…、（?\+ (N-1) ·ΔΤ- (Ν-1) ·Μ)~ Τ2，其中，ΛΤ为近似线性响应温差，ΤΙ~Τ2为全温响应区间，Μ为两个相邻线性响应温度 区间的重合温度段，Μ<ΔΤ。
[0011] 实现所述计算N段近似线性响应温度区间对应的探测器的非均匀校正系数的手 段为：
[0012] 1)、对于探测器的N段近似线性响应温度区间内的其中一段温度区间，分别连续 采集X帧探测器对黑体高低温点的响应图像数据y, (TH)和yi, (?Υ);其中，探测器为LXK元 红外探测器，L和K分别表示LXK元探测器的行与列大小，yi](TH)和yi](IY)分别表示各 个红外探测像元对黑体的高温响应值及低温响应值，i= 0,1，……，L-1;j= 0,1，……， K-1 ;1；和?\分别代表黑体的高温及低温温度；
[0013] 2)、分别计算黑体高温条件下及黑体低温条件下，图像数据各个红外探测像元X 帧响应的平均值
[0014] 3)、分别计算黑体高温条件下及黑体低温条件下，图像数据LXK个红外探测器像 元的响应平均值
中，ΥΗ为该温度区间下探测器对 黑体的高温响应均值，ΥΗ为该温度区间下探测器对黑体的低温响应均值；
[0015] 4 )、按照如下公式分别计算出红外图像非均匀校正系数，该非均匀校正系数 分为非均匀校正增益与非均匀校正偏置量，计算公式依次为：
j和
[0016] 重复上述步骤1)~4)，分别计算出探测器的N段近似线性响应温度区间的非均匀 校正系数罐和〇;，其中，1 = 0，1……，N-ι。
[0017] 实现所述步骤（b)中的非均匀校正的手段为：
[0018] 按照公式Xl] (n) 完成该探测器的非均匀校正，其中，第η段近似线 性响应温度区间为所述个数的最大值对应的探测器响应值落在的温度区间:和％为第 η段近似线性响应温度区间对应的非均匀校正系数；Xl] (η)为非均匀校正后的输出；yi] (η) 为非均匀校正前的输出。
[0019] -种红外探测器在全温响应范围内消除非均匀性的装置，包括：
[0020] (Α)用于计算探测器对应的非均匀校正系数的非均匀校正系数计算模块：在红外 探测器的固定积分时间下测量出探测器的近似线性响应温差及其全温响应区间；根据所述 近似线性响应温差将所述全温响应区间分为Ν段近似线性响应温度区间；分别采集在所述 Ν段近似线性响应温度区间内探测器对黑体高低温点的响应值，然后分别计算Ν段近似线 性响应温度区间对应的探测器的非均匀校正系数；
[0021] (Β)用于根据对应的非均匀校正系数对探测器进行非均匀校正的非均匀校正模 块：对探测器成像的中心区域的探测器响应值中相同的响应值进行个数统计，通过统计来 确定探测器成像的中心区域的探测器响应值在所述Ν段近似线性响应温度区间中的对应 位置；然后根据所述对应位置对应的非均匀校正系数进行校正。
[0022] 实现对应位置的确定以及根据对应位置对应的非均匀校正系数进行校正的手段 为：
[0023](a)、统计个数的最大值对应的探测器响应值与N段近似线性响应温度区间内探 测器对黑体的高温响应均值和低温响应均值进行逐一比较，确定探测器成像的中心区域的 探测器响应值落在N段近似线性响应温度区间中的哪一个区间；所述探测器成像的中心区 域的探测器响应值为所述个数的最大值对应的探测器响应值；
[0024] (b)、根据计算得到的所述探测器成像的中心区域的探测器响应值落在的温度区 间对应的非均匀校正系数，完成该探测器的非均匀校正。
[0025] 实现所述N段近似线性响应温度区间划分的手段为：I\~（Ti+AThC^+AT-M)~ (?\+2 ·ΔΤ-2 ·Μ)、（?\+2 ·ΔΤ-2 ·Μ)~（?\+3 ·ΔΤ-3 ·Μ)、…、（?\+ (N-1) ·ΔΤ- (Ν-1) ·Μ)~ Τ2，其中，ΛΤ为近似线性响应温差，ΤΙ~Τ2为全温响应区间，Μ为两个相邻线性响应温度 区间的重合温度段，Μ<ΔΤ。
[0026] 实现所述计算Ν段近似线性响应温度区间对应的探测器的非均匀校正系数的手 段为：
[0027] 1)、对于探测器的Ν段近似线性响应温度区间内的其中一段温度区间，分别连续 采集X帧探测器对黑体高低温点的响应图像数据y, (ΤΗ)和yi,ΟΥ);其中，探测器为LXΚ元 红外探测器，L和K分别表示LXK元探测器的行与列大小，yi](TH)和yi](IY)分别表示各 个红外探测像元对黑体的高温响应值及低温响应值，i= 0,1，……，L-1;j= 0,1，……， K-1 ;1；和?\分别代表黑体的高温及低温温度；
[0028] 2)、分别计算黑体高温条件下及黑体低温条件下，图像数据各个红外探测像元X 帧响应的平均值
[0029]3)、分别计算黑体高温条件下及黑体低温条件下，图像数据LXK个红外探测器像 元的响应平均彳：
其中，ΥΗ为该温度区间下探测器对 黑体的高温响应均值，ΥΗ为该温度区间下探测器对黑体的低温响应均值；
[0030] 4)、按照如下公式分别计算出红外图像非均匀校正系数，该非均匀校正系数 分为非均匀校正增益与非均匀校正偏置量，计算公式依次为
和
[0031] 重复上述步骤1)~4)，分别计算出探测器的Ν段近似线性响应温度区间的非均匀 校正系数碣和0，其中，1 = 〇，1……，Ν-1。
[0032] 实现所述步骤（b)中的非均匀校正的手段为：
[0033] 按照公式Xl](n) =&/yi,(n) +(^/完成该探测器的非均匀校正，其中，第η段近似线 性响应温度区间为所述个数的最大值对应的探测器响应值落在的温度区间，(?1和为第η 段近似线性响应温度区间对应的非均匀校正系数；Xl] (η)为非均匀校正后的输出；y, (η)为 非均匀校正前的输出。
[0034] 针对以上问题，提出一种制冷型红外探测器在全温响应范围消除非均匀性的方法 和装置，该方法通过对红外探测器进行多段非均匀校正，及段非均匀