[发明专利]一种基于两点法红外成像系统非均匀校正的补偿方法

说明书

本申请涉及红外预警、红外探测的技术领域，提供一种基于两点法红外成像系统非均匀校正的补偿方法，包括步骤：根据红外成像系统实际工作的大气辐射路径环境，建立红外成像系统非均匀校正模型，模拟仿真当前红外探测器工作响应谱段的大气透过率参数；根据模拟仿真的所述大气透过率参数，定制适合当前红外成像系统的大气透过率等效模拟器件；根据上述大气透过率等效模拟器件进行指标测试，确保满足设计要求；将测试合格的大气透过率等效模拟器件安装于红外探测器与光学系统之间，对红外成像系统进行低温黑体标校。本申请的方法不仅操作简单，还能实现在地面即可完成接近真实工作场景的红外成像系统标校。

技术领域

本申请涉及红外预警、红外探测的技术领域，特别涉及基于两点法红外成像系统非均匀校正的补偿方法。

背景技术

随着红外探测器技术的飞速发展，对红外成像系统成像质量以及探测距离提升愈发迫切，而红外探测器的非均匀性是影响红外成像系统的关键因素。红外焦平面阵列(IRFPA)在制作过程中极易出现材料掺杂不均匀，掩膜误差，工艺缺陷等现象，各像元会不可避免地产生响应非均匀性，在图像上出现亮暗不均的固定图案或随机噪声，其中固定模式噪声是红外探测器的主要噪声来源。

常用的红外非均匀校正方法主要分为两类，基于标定的校正算法和基于场景的校正算法，基于标定的算法包括两点校正和多点校正，采用不同温度的黑体辐射源，并通过使用线性(或高阶)拟合程序计算探测器每个像元的增益和偏置。由于基于标定的方法算法简单，计算量小，鲁棒性强，故在工程应用中应用广泛。常规探测器出厂前会将探测器面对低温黑体，针对各积分时间和不同温度段，设置多点校正参数，以此校正目标图像。

当红外成像系统的工作场景是以天空为背景的场景时，需在天空场景对应的温度范围内，选取两个黑体参考温度点进行标校，但是利用校正后参数校正天空图像依然会出现固定模式噪声，此时系统环境温度不变，排除环境温度引起非均匀性的可能，原因是忽略了大气透过率对待校正场景的辐射通量的影响，受探测器辐射响应非线性的影响，当待校正场景与参考黑体的辐射通量差异增加时，校正误差逐渐增加。

发明内容

基于此，本申请提供一种操作方法简单快速、能够根据红外成像系统的不同实际工作环境需求，有针对性的设计不同参数大气模拟等效器件，实现在地面即可完成接近真实工作场景的红外成像系统标校。

为解决上述技术问题，本申请提供一种基于两点法红外成像系统非均匀校正的补偿方法，包括步骤：

S1、根据红外成像系统实际工作的大气辐射路径环境，建立红外成像系统非均匀校正模型，模拟仿真当前红外探测器工作响应谱段的大气透过率参数；

S2、根据步骤S1中的模拟仿真的所述大气透过率参数，定制适合当前红外成像系统的大气透过率等效模拟器件；

S3、根据步骤S2中的所述大气透过率等效模拟器件进行指标测试，确保满足设计要求；

S4、将步骤S3中测试合格的大气透过率等效模拟器件安装于红外探测器与光学系统之间，对红外成像系统进行低温黑体标校。

进一步的，步骤S1中，建立红外成像系统非均匀校正模型，具体方法是：

基于黑体的两点校正法，探测器像元的响应输出表达式如下：

X_i,j(Φ)＝k_i,jΦ+b_i,j (1)

其中，k_i,j为像元增益系数，b_i,j为像元偏置系数，Φ为红外成像系统接收黑体辐射通量；

红外成像系统以天空为背景时，系统接收的大气辐射通量为：