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圖像均勻性和輻射測(cè)量定標(biāo)的精度體現(xiàn)了先進(jìn)的紅外熱像儀的主要參數(shù)。在過去幾年中幾種非均勻性校正和輻射 測(cè)量標(biāo)定技術(shù)已經(jīng)被開發(fā)出來。每種方法都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺陷。但是所有這些方法的共同點(diǎn)兩個(gè)主要缺點(diǎn)，使得 熱像儀不能很好的被使用。更詳細(xì)地說，這些校準(zhǔn)標(biāo)定技術(shù)的主要缺點(diǎn)是限制使用預(yù)設(shè)曝光的積分時(shí)間和并且他們 的失敗在于未能確保環(huán)境溫度變化時(shí)作出適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。這使他們?cè)谡嬲耐鈭?chǎng)環(huán)境下的使用幾乎是不能實(shí)現(xiàn)的。本應(yīng)用筆記介紹由   Telops   開發(fā)的一種新的圖像校正和標(biāo)定技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及重要的實(shí)際操作中帶來的優(yōu)勢(shì)。

原始圖像 

處理圖像

Telops 標(biāo)定技術(shù)

Telops 創(chuàng)新的校準(zhǔn)方法被設(shè)計(jì)為緊密地配合熱像儀的 物理性能以便校修正在非常相近的參考范圍中出現(xiàn)要 移除的影響。而不是依賴于觀察數(shù)字電平的變化與黑 體溫度對(duì)應(yīng)的函數(shù)，或者波段范圍內(nèi)的輻射變化函數(shù)， 它是用通量來表征的[DL/μs 的單位]，代表了熱像儀 取決于曝光時(shí)間相關(guān)的讀數(shù)靈敏度。下面是方法及其 關(guān)鍵原理的簡(jiǎn)短說明

圖 1（a）給出了測(cè)得的數(shù)字計(jì)數(shù)作為曝光時(shí)間函數(shù)的 典型變化。理想情況下，積累的電子的數(shù)量線性地隨 曝光時(shí)間的增加而增加?？梢杂^察到所檢測(cè)到的電子 通量（斜率）隨著黑體溫度的增加而增加，但截距卻 總是同樣，

因?yàn)樗嗟匾蕾囉谧x出電路的偏置的水平。

在圖 1（b）中，描繪的是隨著測(cè)量黑體溫度的升高的 斜率（DL/μs）。對(duì)應(yīng)于各個(gè)不同的像素的曲線之間 的極強(qiáng)的相似性第一次被注意到，這意味著它們是被 仿射變換所代表的每一個(gè)像素的基于一個(gè)典型的額定 曲線和以及增益和偏置的參數(shù)。圖 1（c）說明了 環(huán)境溫度增加的作用，這只是簡(jiǎn)單的增加了一個(gè)給定 的通量，獨(dú)立于場(chǎng)景溫度。這個(gè)偏置直接取決于熱像 儀的自身輻射。

與其它的校準(zhǔn)方法中，telops 的方法可以應(yīng)用于溫度 或波段內(nèi)的輻射而沒有限制。Telops 的校準(zhǔn)方法接近 于根本上的一種標(biāo)定，對(duì)于每一個(gè)像素的電平值以及 流域進(jìn)行非線性差值，流量域?qū)?yīng)的是探測(cè)器的物理 性能。它的重要的優(yōu)勢(shì)在于針對(duì)每一個(gè)像素都提供一 個(gè)相當(dāng)于集成了非均勻性校正和輻射測(cè)量標(biāo)定的獨(dú)立 參數(shù)

1(a) 對(duì)于一個(gè)給定的像素，數(shù)字計(jì)數(shù)變化與黑體 溫度增加時(shí)曝光時(shí)間的函數(shù)

1(b)隨機(jī)選擇的幾個(gè)像素的黑體的溫度函數(shù)的斜率

（通量）。

Telops 標(biāo)定的性能

該方法的主要特征可以概括如下：

· 適用于由給定的焦平面探測(cè)器所支持的任何曝 光時(shí)間;（不需要預(yù)先決定曝光時(shí)間來得到高 質(zhì)量的數(shù)據(jù)，同時(shí)避免飽和）;

· 適用于對(duì)比場(chǎng)景（高動(dòng)態(tài)范圍的場(chǎng)景）;

· 任何有效的環(huán)境溫度;

· 模擬數(shù)據(jù)的非線性采集全部補(bǔ)償;

· 提供定量預(yù)測(cè)（波段范圍內(nèi)輻射量或輻射測(cè)量 溫度）;

· 實(shí)時(shí)在 Telops 熱像儀中實(shí)現(xiàn)并提供關(guān)鍵的優(yōu) 勢(shì);

· 校準(zhǔn)（無需使用外部黑體源作參考）。

由于其獨(dú)特的數(shù)據(jù)處理的方式，Telops 的標(biāo)定具有了 功能，其他校準(zhǔn)方法完全是不可能與之相 同。首先，要強(qiáng)調(diào)的是 telops 的校準(zhǔn)方法是一個(gè)全面 的技術(shù)，這意味著校標(biāo)定參數(shù)在工廠獲取后 用戶不需要在野外條件下進(jìn)行黑體測(cè)量來確保一個(gè)準(zhǔn) 確的紅外測(cè)量標(biāo)定。利用 Telops 的實(shí)時(shí)處理（RTP） 的硬件，一旦焦平面冷卻到其工作溫度，紅外熱像儀 隨時(shí)可以提供標(biāo)定過的定量圖像，沒有任何繁瑣后處 理過程。

1(c) 當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)斜率（通量）與預(yù)期一樣增加

圖 1. 一個(gè)典型熱像儀的 Telops 標(biāo)定.

Telops 標(biāo)定方法的第二個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)方法是，一旦一 個(gè)完整的標(biāo)定數(shù)據(jù)文件在工廠完成，用戶可以容易地 創(chuàng)建一個(gè)不同的數(shù)據(jù)文件，以支持不同的鏡頭，并將 該先進(jìn)性能的方法應(yīng)用于自己的鏡頭。只需要數(shù)量非 常很少的黑體的在受控條件下就可實(shí)現(xiàn)此標(biāo)定的工作。 與此相比，多點(diǎn)標(biāo)定方法需要用戶有一系列的黑體并 且在非常嚴(yán)格的受控條件下才能完成。

Telops 標(biāo)定方法的第三個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是方法是其已經(jīng) 包含了對(duì)于光學(xué)鏡頭的自身輻射的補(bǔ)償。這可確保對(duì) 于很寬的環(huán)境溫度的非均勻性校正和標(biāo)定都是有效的， 而無需用戶參與補(bǔ)償。

 Telops 的校準(zhǔn)方法重要的特征，是紅外熱像 儀中的自動(dòng)曝光控制（AEC）模式時(shí)，相機(jī)自動(dòng)地和動(dòng) 態(tài)地調(diào)整其積分時(shí)間的與場(chǎng)景中的輻射相對(duì)應(yīng)，而總 是實(shí)時(shí)提供均勻的和標(biāo)定過的圖像。圖 2 顯示了熱像 儀拍攝黑體源設(shè)定溫度為 25℃的輻射溫度的微弱變化

（對(duì)于單個(gè)像素）。

在整個(gè)采集過程中，即使曝光時(shí)間被動(dòng)態(tài)地改變超過

3 倍，相機(jī)任仍然能保持一個(gè)精確的測(cè)量。

一個(gè)清晰的結(jié)果是曝光時(shí)間的變化對(duì)于標(biāo)定過的圖像 上幾乎沒有影響。事實(shí)上，標(biāo)定仍然適用于所有可能 的曝光時(shí)間，它只是取決于探測(cè)器檢測(cè)器自身的能力。

結(jié)論

恰當(dāng)?shù)募t外熱像儀標(biāo)定方法是用戶從它的測(cè)量結(jié)果中 提取到有效信息的關(guān)鍵。在這方面，Telops 的標(biāo)定確 保了整潔的和準(zhǔn)確的紅外圖像。它通過自動(dòng)補(bǔ)償并且 利用非常不同的方法來改變所獲取的數(shù)據(jù)，而不需要 用戶來識(shí)別甚至去認(rèn)識(shí)他們。Telops 的標(biāo)定技術(shù)的較大優(yōu)勢(shì)在于提供了可供決策的紅外數(shù)據(jù)，同時(shí)確保熱 像儀操作的友好性.

Telops Inc.

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圖 2:自動(dòng)曝光控制的例子（AEC）