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中红外热像仪系统补偿和定标的研究

耿众  
【摘要】:本课题对中红外热像仪系统补偿和定标进行研究,论文详细介绍了盲元补偿、非均匀性补偿和定标的算法,并对补偿和定标的实验进行详细阐述:红外热像仪由于具有可直观显示温度场、测温范围广、显示温度迅速、非接触式测温、对工作环境要求低等一系列特有优点,被广泛地应用于军事、安防、防火监控、医疗诊断和工业检测等多个领域,因此对红外热像仪补偿和定标的研究具有重要意义。 由于3-5μm的中红外波段具有“大气窗口”特性,可以使人们在完全无光的夜晚,或是在烟云密布的战场,都可以观察到前方的情况,所以中红外热像仪具有更广的应用空间,因此本课题的研究对象是中红外热像仪,对它进行补偿和定标的研究。由于中红外热像仪焦平面阵列上的像元存在盲元、非均匀性的缺点,对成像质量造成不良影响,另外建立起目标物辐射温度和红外图像像元灰度值之间的关系对热像仪的使用具有重要意义,所以中红外热像仪在使用前需要进行补偿和定标,本文的研究内容主要分为三方面: (1)对焦平面阵列上盲元点的补偿,本文采用阈值法进行盲元检测,并采用邻域平均值的方法进行盲元补偿; (2)对像元响应非均匀性的补偿,本文采用两点温度补偿的方法进行补偿; (3)对中红外热像仪的定标,本文采用中红外热像仪拍摄多种温度下的标准黑体的方法,统计出输出灰度值与输入辐射温度值数据,计算出中红外热像仪输出图像的像元灰度值与所测目标物表面辐射温度值的关系。 本文在研究了中红外热像仪补偿和定标的算法后,通过试验的方法,对热像仪进行盲元、非均匀性补偿和定标。实验结果表明:经过补偿算法补偿后的图像质量更好,能方便人们更好地观察被测目标物,提高了中红外热像仪的工作性能;通过定标,建立了红外图像的像元灰度值与被测物表面辐射温度值的关系。对中红外热像仪的补偿和定标都达到了预期的目的。


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