[发明专利]一种红外探测器测温的定标和校正方法及相应的测温方法

说明书

技术领域

本发明涉及非制冷红外探测器领域，尤其涉及非制冷红外探测器的定标和校正方法及相应的测温方法。

背景技术

非制冷红外焦平面阵列是20世纪70年代末80年代初，在国防应用以及其他战略与战术应用的推动下发展起来的。它是获取景物红外热辐射信息的重要光电器件。除应用于传统的局势成像外，还广泛应用于工业自控、医疗诊断、化学过程检测、红外天文学等领域。

非制冷红外焦平面阵列所制成的红外探测器可以进行红外测温，属于一种非接触测温，它是通过测量被测物体的红外热辐射来测得被测物体的温度的，不存在热接触和热平衡带来的缺点和应用范围的限制，特别是可以测量二维温度场的红外探测器，更是使用极其高效和方便。

虽然非制冷红外焦平面阵列所制成的红外探测器在测温领域有着巨大的应用背景，但是由于非制冷红外焦平面阵列受到制作材料以及制作工艺的限制，红外焦平面阵列单元的对红外辐射的响应相互之间并不相同，这就是红外焦平面阵列的非均匀性。因此，在使用红外探测器进行测温之前，需要对探测器进行校正。

常用的红外非均匀校正技术有很多种，如一点定标校正、两点定标校正，还有时域高通滤波法、自适应的人工神经网络法等等。目前还没有一种适应性非常强的校正方法，各种非均匀校正算法都有它的不足。目前被应用广泛的是一点定标校正、两点定标校正，但是一点定标校正方法的精度较低，而两点定标法需要实现采取两个温度点进行定标，实现较困难，并且不能在探测器工作时更改校正参数。

红外探测器在进行测温之前，还需要对红外探测器进行标定。常用的标定方法是使探测器对准不同的温度，记录下不同时刻的响应，建立温度-响应曲线，在测温时，利用这个响应曲线可以得到测温结果。

由上可知，使用红外探测器进行测温之前，需要进行两个步骤，即红外探测器的非均匀校正和测温的标定。如果将两个步骤分开，则可能出现在测温定标的过程时，由于外界或探测器内部的各种原因，导致红外焦平面的非均匀性发生了新的变化，之前的非均匀校正参数不再适用，校正的结果出现偏差，会导致定标的精度下降，最终导致测温的精度下降。而目前，还没有一种将两个方法融合起来的校正-标定方法，因此现行方法均可能在校正和标定后使测温出现一定的误差。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提出了一种融合红外探测器非均匀校正和测温的标定两个步骤于一体的红外探测器测温的定标和校正方法及运用上述方法对红外探测器进行测温的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种红外探测器测温的定标和校正方法，包括如下步骤：

(1)对红外探测器图像非均匀性进行校正

a)将红外探测器对准标准黑体，将黑体调整到两个不同的温度值T₁和T₂作为校正点，采集这两个不同温度值时的探测器单元的响应电压U₁(i，j)和U₂(i，j)，探测器阵列为M×N，M和N分别表示面阵光敏单元的行数和列数，(i，j)表示第(i，j)光敏单元；

b)分别对两个不同温度值的探测器响应电压求取平均值：和U2‾=1M×NΣi=1MΣj=1NU2(i,j);]]>

c)求得每一个光敏像素单元的校正参数G(i，j)和O(i，j)：