[发明专利]用于红外相机中的寄生热补偿的设备和方法

说明书

本发明涉及一种校准红外(IR)相机的方法，该红外相机包括容纳在外壳中的像素阵列，该像素阵列具有图像传感器和被布置成从外壳的内表面的不同部分接收红外光的一个或多个寄生热感测像素，该方法包括：由处理设备(902)从所述寄生热感测像素(105)中的每一个和从所述像素阵列的每个像素(104)接收一个或多个读数；以及由处理设备基于所述一个或多个读数生成用于将来自所述寄生热感测像素的读数(P_R)转换成用于对所述图像执行2D信号校正的像素校正值的一个或多个转换矩阵(M^‑1_Clum和MC_pix)。

本专利申请要求于2018年6月8日提交的且已转让申请号为FR18/00586的法国专利申请的优先权，其内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及红外相机领域，并且特别地涉及一种用于热成像(thermography)的设备和方法。

背景技术

在热成像领域，红外(infrared,IR)相机(诸如微测辐射热计或冷却式IR成像设备)被用于捕获图像场景的热图像。这种IR相机通常包括形成像素阵列的IR敏感检测器布置。

像素阵列的每个像素将像素处的所测量的温度转换成相对应的电压信号，该电压信号由ADC(模数转换器)转换成数字输出信号。

每个像素处存在的温度是场景温度的函数，但也是各种其他热分量的函数，诸如像素阵列的基板的温度以及还有从其他热源接收的寄生热。基板温度通常在像素阵列上是相对均匀的，并且因此通常可以使用基板中的一个或多个温度传感器相对精确地对其进行估计。然而，由每个像素从其他来源接收的寄生热估计起来有挑战性得多，并且可能导致由每个像素测量的温度读数方面的相对较高的不精确性。事实上，虽然温度探头可以被添加到外壳，但是基于来自这种探头的读数来估计影响像素阵列的每个像素的寄生热是远远不准确的。因此，这种探头的使用不允许产生高精度的热图像，例如准确到几摄氏度以内。另外，这种温度探头是成本相对较高的部件。

因此，在本领域中存在对用于准确地估计和补偿由红外相机中的像素接收的寄生热的低成本解决方案的需求。

发明内容

本说明书的实施例的目的是至少部分解决现有技术中的一个或多个问题。

根据一个方面，提供了一种校准红外相机的方法，该红外相机包括容纳在外壳中的像素阵列，该像素阵列具有图像传感器和被布置成从外壳的内表面的不同部分接收红外光的一个或多个寄生热感测像素，该方法包括：由处理设备从所述寄生热感测像素中的每一个和从像素阵列的每个像素接收一个或多个读数；以及由处理设备基于所述一个或多个读数生成用于将来自寄生热感测像素的读数转换成用于对由图像传感器捕获的信号执行2D信号校正的像素校正值的一个或多个转换矩阵。例如，生成一个或多个转换矩阵包括：由处理设备基于每个像素的响应度的假设，为图像传感器的每个图像像素和寄生热感测像素中的每一个确定基于每个像素相对于内表面的多个区域中的每一个的集光率的相对传递函数。例如在区域中的每一个的表面贡献和由寄生热感测像素和由图像像素接收的光通量之间确定相对传递函数。这例如对应于每个像素和多个区域之间的集光率。例如，假设所有像素在其针对具有给定功率的给定接收光通量和针对给定立体角所生成的电压方面具有相同的响应。如本领域技术人员所知，在光学领域，集光率定义了光在面积和角度方面扩散的程度。

根据一个实施例，生成一个或多个转换矩阵还包括：确定图像像素中的每一个和寄生热感测像素中的每一个的响应度。例如，这包括针对相同立体角确定每个像素的相对响应度。对于图像传感器的图像像素，例如使用两点非均匀性校正来确定响应度。

根据一个实施例，通过在所述像素阵列的像素的视场中放置黑体，并在至少两个不同温度下从所述寄生热感测像素获取读数，来确定寄生热感测像素的响应度。