CN109990908A - 红外焦平面器件盲元检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了红外焦平面器件盲元检测方法，它包括以下步骤：（1）、分别用高低两个温度的均匀黑体辐射红外探测器，并分别记录探测器各个像元的响应值，将高温黑体辐射的响应记为，低温黑体辐射的响应记为；(2)、计算出所有像元高温黑体与低温黑体辐射响应值的差值；（3）、计算出盲元除外的所有有效像元高温黑体与低温黑体辐射响应值差值的均值；（4）、设置阈值和
Description
技术领域
本发明涉及一种盲元检测方法，尤其涉及红外焦平面器件盲元检测方法。
背景技术
盲元也称为无效像元，对于无效像元的定义，国标中主要是从器件本身对黑体辐射的响应程度作为量化指标的，无效像元(Non-effective pixel)包括死像元和过热像元;死像元(Dead pixel):像元响应率小于平均响应率的1/10的像元;过热像元(OverhotPixel):像元噪声电压大于平均噪声电压的10倍的像元。目前，国内外对盲元的检测提出了很多种算法，包括定义法，双参考源的响应差值法，法，预设门限法等。定义法是按照国家标准，以一帧图像所有像元的平均响应率的1/10和平均噪声电压的10倍作为阈值，将像元响应率小于平均响应率的1/10或噪声电压大于10倍的平均噪声电压的像元作为像元。工程实践中，通常将整帧图像的平均灰度值的1/10和10倍作为阈值，将像元灰度值低于1/10或高于10倍平均灰度值的像元标记为盲元。双参考源的响应差值法是利用探测器对高低两个不同温度的均匀黑体进行探测，得到探测器对高低温两个均匀黑体响应后求其差值（高温响应值减去低温响应值）和差值的平均值。以该差值平均值的1/10和10倍作为阈值，将差值小于1/10或大于10倍差值平均值的像元标记为盲元；法是利用在均匀黑体辐射下，红外焦平面阵列的响应及噪声服从正态分布的理论模型：其中，x为固定温度均匀黑体条件下，探测器响应得到的灰度值，μ为整个焦平面阵列灰度值的均值，为该焦平面阵列的平均噪声电压的均方差。以作为阈值，将灰度值在之外的像元标记为盲元。预设门限法将黑体辐射区域分为上下两个部分，预设门限值，然后遍历在上半部分的像元，将每个像元与它后面和下面5个像元的灰度值分别做差，如果差值大于门限值，则标记该像元为盲元。同理，对下半部分的像元进行相似的处理。定义法需要计算出平均像元响应率和平均噪声电压。
中国发明专利公开号CN102214354A 公开了一种红外图像无效像元实时检测方法，首先在***开机场景中利用基于的坏元检测方法，检测出死像元和过热像元及部分闪烁的像元，生成初始无效像元表，并在随后的目标跟踪及发现过程中，运用基于二维外推的方法，不断检测无效像元并更新无效像元表，达到实时无效像元检测的目的。法需要计算图像平均噪声电压的均方差，然后通过迭代的方式实现盲元检测，操作不便，且计算量大，预设门限法的性能与预设的门限值有关，门限值太大容易造成漏判，而门限值过小，则容易造成过判，从而不利于盲元的检测, 其中对过热像元和过冷像元的判断是基于法的，首先对***初始第一帧图像进行基于局部区域的无效像元检测，再用基于二维外推的盲元检测方法对红外图像进行实时检测处理，并将处理结果实时更新盲元表，该方法虽然能够区分盲元中的死像元和过热像元，但是操作不便，计算量大，实时检测是基于无效像元检测的结果进行的，因此具有法的上述缺点。
双参考源的响应差值法需要预设门限值，如果大于等于门限值则认为该像元是正常像元，例如（光子学报，2004年5月，第33卷第5期）公开了一篇名为《红外焦平面器件盲元检测及补偿算法》的文章，文中提到了一种两点参考辐射源的盲元自动检测技术，其原理为采用两个具有不同温度的黑体参考源均匀照射IRFPA，得到两组不同的响应数据，根据这两组数据计算并判断出IRFPA中的盲元位置。具体操作过程如下：用一低温的均匀辐射源照射 IRFPA 各探测单元，记录每一探测单元的响应，，并存储起来；2）再用一高温的均匀辐射源照射 IRFPA 各探测单元，记录每一探测单元的响应，并存储起来；3）将这两组数据的差值与预设的比较门限值 作比较， 如果，则认为该像（i，j）元为正常像元；如果，则该判断该（i，j）像元为盲元。的选定对整个盲元的检测非常关键，在实际应用中一般采用经验值设定。而该方法无法区分盲元中的死像元和过热像元。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的盲元检测方法存在诸多缺陷，且无法区分盲元中的死像元和过热像元，为此提供一种红外焦平面器件盲元检测方法。
本发明的技术方案是：红外焦平面器件盲元检测方法，它包括以下步骤：（1）、分别用高低两个温度的均匀黑体辐射红外探测器，并分别记录探测器各个像元的响应值，将高温黑体辐射的响应记为，低温黑体辐射的响应记为，其中i=1-M，j=1-N，M和N和分别为红外焦平面阵列的行数和列数;
(2)、计算出所有像元高温黑体与低温黑体辐射响应值的差值
；
（3）、计算出盲元除外的所有有效像元高温黑体与低温黑体辐射响应值差值的均值，其中，d和h分别为死像元和过热像元数；
（4）、设置阈值和，其中α的取值为0.2-0.9，β的取值为1-2，将每个像元的高温黑体与低温黑体辐射响应值的差值与设定的阈值进行比，若，则判定为死像元，如果，则判定为过热像元，处于两者之间则判定为正常像元，判定的同时对盲元的个数进行统计；
（5）、重复上述步骤（3）、（4），直至相邻两次检测出的盲元个数相等为止。
上述方案的改进是所述步骤（1）的和采集多帧黑体辐射响应，求平均值，以均值代替单次的黑体辐射响应值。
本发明的有益效果是操作方便，且计算量小，用了更细致的判别准则可以区分死像元和过热像元；采集多帧黑体辐射响应，求平均值，以均值代替单次的黑体辐射响应值。
具体实施方式
下面结合实施例 ，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1：红外焦平面器件盲元检测方法，其特征是它包括以下步骤：（1）、分别用高低两个温度的均匀黑体辐射红外探测器，并分别记录探测器各个像元的响应值，将高温黑体辐射的响应记为，低温黑体辐射的响应记为，其中i=1-M，j=1-N，M和N和分别为红外焦平面阵列的行数和列数;
(2)、计算出所有像元高温黑体与低温黑体辐射响应值的差值
；
（3）、计算出盲元除外的所有有效像元高温黑体与低温黑体辐射响应值差值的均值，其中，d和h分别为死像元和过热像元数；
（4）、设置阈值和，其中α的取值为0.4，β的取值为1.4，将每个像元的高温黑体与低温黑体辐射响应值的差值与设定的阈值进行比，若，则判定为死像元，如果，则判定为过热像元，处于两者之间则判定为正常像元，判定的同时对盲元的个数进行统计；
（5）、重复上述步骤（3）、（4），直至相邻两次检测出的盲元个数相等为止。
实施例2：与实施例1的区别在于步骤（4）中α的取值为0.2，β的取值为1。
实施例3：与实施例1的区别在于步骤（4）中α的取值为0.6，β的取值为1.5。
实施例4：与实施例1的区别在于步骤（4）中α的取值为0.9，β的取值为2。
实施例5：与实施例1的区别在于步骤（1）的和采集多帧黑体辐射响应，求平均值，以均值代替单次的黑体辐射响应值。
上述实施例中的α和β的取值是根据经验值得到的，具体是通过alpha-beta的正交表测试得到的。步骤（5）当相邻两次检测出的盲元个数相等时算法收敛。
本发明创新性的提出了一种基于中值滤波理论的红外成像盲元补偿方法，避免在传统方法需要计算出平均像元响应率和平均噪声电压等操作不便，且计算量大、容易造成漏判等缺点，可以更细致的区分死像元和过热像元，总体上可以提高检测准确率和检测效率。
Claims (2)
1.红外焦平面器件盲元检测方法，其特征是它包括以下步骤：（1）、分别用高低两个温度的均匀黑体辐射红外探测器，并分别记录探测器各个像元的响应值，将高温黑体辐射的响应记为，低温黑体辐射的响应记为，其中i=1-M，j=1-N，M和N和分别为红外焦平面阵列的行数和列数;
(2)、计算出所有像元高温黑体与低温黑体辐射响应值的差值
；
（3）、计算出盲元除外的所有有效像元高温黑体与低温黑体辐射响应值差值的均值，其中，d和h分别为死像元和过热像元数；
（4）、设置阈值和，其中α的取值为0.2-0.9，β的取值为1-2，将每个像元的高温黑体与低温黑体辐射响应值的差值与设定的阈值进行比，若，则判定为死像元，如果，则判定为过热像元，处于两者之间则判定为正常像元，判定的同时对盲元的个数进行统计；
（5）、重复上述步骤（3）、（4），直至相邻两次检测出的盲元个数相等为止。
2.如权利要求1所述的红外焦平面器件盲元检测方法，其特征是所述步骤（1）的和采集多帧黑体辐射响应，求平均值，以均值代替单次的黑体辐射响应值。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110686783A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-14 | 山东大学 | 一种InGaAs短波红外成像仪的盲元检测方法及图像处理方法 |
| CN111579081A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-25 | 烟台艾睿光电科技有限公司 | 一种红外测温方法、装置及设备 |
| CN111986171A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-24 | 西安应用光学研究所 | 一种用于红外线阵探测器的异常元检测方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102214354A (zh) * | 2011-04-29 | 2011-10-12 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种红外图像无效像元实时检测方法 |
| CN104330164A (zh) * | 2014-08-05 | 2015-02-04 | 凯迈（洛阳）测控有限公司 | 红外焦平面阵列的盲元检测方法与装置 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102214354A (zh) * | 2011-04-29 | 2011-10-12 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种红外图像无效像元实时检测方法 |
| CN104330164A (zh) * | 2014-08-05 | 2015-02-04 | 凯迈（洛阳）测控有限公司 | 红外焦平面阵列的盲元检测方法与装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 周慧鑫 等: ""红外焦平面器件盲元检测及补偿算法"", 《光子学报》 * |
| 魏亚姣: ""天基背景下的红外弱小目标检测"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110686783A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-14 | 山东大学 | 一种InGaAs短波红外成像仪的盲元检测方法及图像处理方法 |
| CN110686783B (zh) * | 2019-09-12 | 2020-11-20 | 山东大学 | 一种InGaAs短波红外成像仪的盲元检测方法及图像处理方法 |
| CN111579081A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-25 | 烟台艾睿光电科技有限公司 | 一种红外测温方法、装置及设备 |
| CN111579081B (zh) * | 2020-04-30 | 2021-12-21 | 烟台艾睿光电科技有限公司 | 一种红外测温方法、装置及设备 |
| CN111986171A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-24 | 西安应用光学研究所 | 一种用于红外线阵探测器的异常元检测方法 |
| CN111986171B (zh) * | 2020-08-14 | 2024-02-27 | 西安应用光学研究所 | 一种用于红外线阵探测器的异常元检测方法 |
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