一种红外成像仪及其信号校正方法

技术领域

本发明涉及红外成像技术领域，尤其是一种红外成像仪及其信号校正方法。

背景技术

红外成像是一种采集被测物体的红外辐射进行成像的技术，应用十份广泛，例如现在的非接触式测温设备，普遍都是采用红外成像的原理实现温度测量。但是，由于红外成像原理自身的特点，红外图像中的非均匀性、局部畸变和背景噪声等问题较为明显。现有技术，是通过不同的手段分别对红外图像中的非均匀性、局部畸变和背景噪声进行校正，这就导致校正过程较为繁琐，图像处理速度慢。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种红外成像仪及其信号校正方法，能够解决现有技术的不足，将红外图像的校正过程进行有效的简化，提高了图像处理速度。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种红外成像仪，包括：

红外辐射采集模块，用于采集红外辐射电磁波；

成像模块，用于将采集到的红外辐射电磁波生成图像；

校正模块，用于根据成像模块生成的图像对红外成像仪进行校正。

一种上述的红外成像仪的信号校正方法，包括以下步骤：

A、将处于第一校正温度的黑体辐射源放置在红外辐射采集模块的采集区域，成像模块生成第一校正图像；将处于第二校正温度的盒体辐射源放置在红外辐射采集模块的采集区域，成像模块生成第二校正图像；

B、校正模块遍历步骤A得到的两幅校正图像，对偏置参数和增益参数进行校正；

C、根据步骤B中对两幅校正图像的遍历结果，对图像的背景噪声和局部畸变进行校正。

作为优选，步骤C中，对图像的局部畸变进行校正包括以下步骤，

C11、标记图像中的畸变区域，选取畸变区域总面积较大的一个图像作为校正目标；

C12、提取校正目标中畸变区域的特征向量，并沿着特征向量的方向对畸变区域图像进行傅里叶变换；

C13、将不同频段图像分量的灰度幅值拟合为正态分布，按照正态分布3σ原则筛选异常频段图像分量；

C14、对步骤C13筛选出的异常频段图像分量进行校正，然后进行傅里叶反变换生成校正后的图像。

作为优选，步骤C14中，对异常频段图像分量进行校正包括以下步骤，

C141、将异常频段图像分量的灰度调整至正态分布的中点，然后进行傅里叶反变换，根据畸变区域的变化确定校正过程中异常频段图像分量的灰度变化方向；

C142、按照步骤C141确定的灰度变化方向对异常频段图像分量的灰度进行调整，使异常频段图像分量的灰度等于灰度变化方向上全部非异常频段图像分量灰度的平均值。

作为优选，步骤C中，对图形的背景噪声进行校正包括以下步骤，

C21、将步骤C14得到的校正后的图像与原始图像进行密度分层，然后进行分层对比，得到局部畸变校正前后各图像层的平均变化率；

C22、标记平均变化率大于设定阈值的图像层；

C23、在各个标记的图像层中提取共有的噪声特征；

C24、在步骤C14得到的校正后的图像中删除步骤C23得到的噪声特征。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明利用非均匀性校正过程中使用到的校正图像来进行局部畸变和背景噪声的校正，省略了重复进行图像采集和遍历的步骤。局部畸变的校正采用频域近似替换的方式进行，避免了传统校正过程需要多次迭代计算的问题，大大降低了运算量。而背景噪声的校正是利用局部畸变的结果进行比对得到噪声分布较多的图像层，然后进行有针对性的去除，避免了对全部图像层的分析和处理。本发明的校正过程，最大程度上的简化了校正步骤，降低了运算量，提高了图像处理速度

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的原理图。

图中：1、红外辐射采集模块；2、成像模块；3、校正模块。

具体实施方式

参照图1，本发明一个具体实施方式包括，

红外辐射采集模块1，用于采集红外辐射电磁波；

成像模块2，用于将采集到的红外辐射电磁波生成图像；

校正模块3，用于根据成像模块2生成的图像对红外成像仪进行校正。

一种上述的红外成像仪的信号校正方法，包括以下步骤：

A、将处于第一校正温度的黑体辐射源放置在红外辐射采集模块1的采集区域，成像模块2生成第一校正图像；将处于第二校正温度的盒体辐射源放置在红外辐射采集模块1的采集区域，成像模块2生成第二校正图像；

B、校正模块3遍历步骤A得到的两幅校正图像，对偏置参数和增益参数进行校正；

C、根据步骤B中对两幅校正图像的遍历结果，对图像的背景噪声和局部畸变进行校正。

步骤C中，对图像的局部畸变进行校正包括以下步骤，

C11、标记图像中的畸变区域，选取畸变区域总面积较大的一个图像作为校正目标；

C12、提取校正目标中畸变区域的特征向量，并沿着特征向量的方向对畸变区域图像进行傅里叶变换；

C13、将不同频段图像分量的灰度幅值拟合为正态分布，按照正态分布3σ原则筛选异常频段图像分量；

C14、对步骤C13筛选出的异常频段图像分量进行校正，然后进行傅里叶反变换生成校正后的图像。

步骤C14中，对异常频段图像分量进行校正包括以下步骤，

C141、将异常频段图像分量的灰度调整至正态分布的中点，然后进行傅里叶反变换，根据畸变区域的变化确定校正过程中异常频段图像分量的灰度变化方向；

C142、按照步骤C141确定的灰度变化方向对异常频段图像分量的灰度进行调整，使异常频段图像分量的灰度等于灰度变化方向上全部非异常频段图像分量灰度的平均值。

步骤C中，对图形的背景噪声进行校正包括以下步骤，

C21、将步骤C14得到的校正后的图像与原始图像进行密度分层，然后进行分层对比，得到局部畸变校正前后各图像层的平均变化率；

C22、标记平均变化率大于设定阈值的图像层；

C23、在各个标记的图像层中提取共有的噪声特征；

C24、在步骤C14得到的校正后的图像中删除步骤C23得到的噪声特征。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。