基于参考辐射源/定标的校正算法(一)

简介: 一种基于场景的非均匀校正算法,补充一下更加简单,容易工程化实现的基于参考辐射源的校正算法,也叫基于定标的校正算法。

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基于参考辐射源的校正算法是一种利用像黑体这样可提供均匀且可控红外辐射的设备作为参考辐射源,对IRFPA 的输出进行定标的过程。这类校正算法的原理简单,计算量及数据存储量都较小,易于硬件的实时实现;并且,与基于场景的校正算法相比,其不需要场景的相对运动,非常适合于工厂的批量生产环节。所以,该类校正算法一般应用于红外成像设备的制造过程或者系统的初始化环节。该类算法主要包括有一点校正、两点校正和多点校正,下面分别对上述算法的校正原理进行详细说明。

一点定标校正算法

根据 Mooney 的探测器 **线性响应模型**,第i行第j列的探测器单元的输出信号S(i,j),与其接收到红外辐照度 φ 之间的关系可以表示为

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其中,A(i,j)和B(i,j)分别为探测单元响应的增益和偏置系数。通常,对于同一探测单元,一般可假设增益和偏置系数短时间内基本不会发生变化;而对于不同的探测单元,其响应特性是存在差异的。这就导致了不同的探测单元在接受相同的红外辐射的情况下,其响应输出是不同的。在接收到相同的辐照度 φ1时,不同探测器 S1、S2 和 S3 的响应输出存在明显的差异。一点校正的基本原理是在已知辐照度 φ1 的条件下,利用探测器的输出值调整探测器的偏置系数,最终使得不同探测器的输出相同。

对于像素规模为 M×N 的 IRFPA,算法步骤:

step 1:选取辐照度 φ1为 IRFPA 的定标点,记录探测单元(i, j) 的响应输出S(φ)。

step 2:根据步骤 1 记录的响应输出,计算 IRFPA 的理想输出值。该过程可以通过对 IRFPA 中的所有探测单元的输出信号求评价所得,即

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step 3:计算探测器单元S(φ1)与理想输出的差异,该差值即一点校正算法的校正系数,即有

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step 4:对任意S(φ),其校正的输出值为

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优点:只需一次定标计算即可获得校正参数

缺点:只校正了 IRFPA 的响应非均匀性中的偏置成分,而没对增益进行校正


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