[发明专利]一种适用于热像仪快速定量化处理的辐射定标方法

说明书

本发明提供一种适用于热像仪快速定量化处理的辐射定标方法，涉及红外测试领域，所述方法包括步骤1：根据普朗克公式将黑体温度转化为黑体辐射亮度；步骤2：读取不同黑体温度条件下，探测器接收的电荷数与曝光时间的关系；步骤3：通过定标实验获取不同黑体温度对应的电荷通量密度F，并且对黑体温度和电荷通量密度F进行线性拟合。使得辐射定标参数不再依赖于红外热像仪的曝光时间，有利于红外热像仪的快速定量化测量以及拓展红外定量测量的温度范围。

技术领域

本发明涉及红外测试领域，特别是涉及一种适用于热像仪快速定量化处理的辐射定标方法。

背景技术

红外热像仪的辐射定标是实现红外热像仪定量测量的基础，实验室辐射定标就是由不同的红外热像仪测量的辐亮度值L和成像的数字计数DN用算法计算出定标系数Gain和Offset。如图1所示，目前普遍的实验室辐射定标包括以下步骤：(1)设定红外热像仪在某一曝光时间对红外热像仪进行非均匀校正，以黑体辐射源作为标准；(2)通过黑体辐射温度与黑体辐射发射率计算黑体辐射亮度值L；(3)通过红外热像仪对黑体辐射成像，记录黑体辐射在红外热像仪上成像的灰度值(即为数字计数DN)；(4)改变黑体辐射温度，记录多组黑体辐射亮度值L与灰度值(DN)之间的一一对应关系，并通过二者的线性拟合，获取定标系数Gain和Offset；(5)获得黑体辐射亮度值L与灰度值(DN)之间的函数关系：L＝Gain*DN+Offset。

传统的实验室辐射定标中，不同的红外热像仪曝光时间对应一组定标参数，因此，需要获取几个曝光时间的定标结果，就需要对几个曝光时间开展辐射标定。由于红外热像仪的测试过程中曝光时间需要根据目标的辐射强度大小改变红外热像仪曝光时间，因此，测试前的定标难以保证辐射定标的红外热像仪曝光时间与其测试所用曝光时间相匹配，这对于实时获取红外热像仪的定量数据以及红外热像仪的快速定量测量都是非常不利的。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种适用于热像仪快速定量化处理的辐射定标方法，辐射定标参数不再依赖于红外热像仪的曝光时间，有利于红外热像仪的快速定量化测量以及拓展红外定量测量的温度范围。

本发明提供一种适用于热像仪快速定量化处理的辐射定标方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：根据普朗克公式将黑体温度转化为黑体辐射亮度；

步骤2：读取不同黑体温度条件下，探测器接收的电荷数与曝光时间的关系；

步骤3：通过定标实验获取不同黑体温度对应的电荷通量密度F，并且对黑体温度和电荷通量密度F进行线性拟合。

于本发明的一实施例中，所述步骤1具体如下：

步骤1.1：根据普朗克公式获取光谱辐射出射度W_λ：

其中，W_λ为光谱辐射出射度(W.cm^-2.μm^-1)；λ为波长(μm)；C₁为第一辐射常数＝3.7415×10⁴(W.cm^-2.μm⁴)；C₂为第二辐射常数＝1.4388×10⁴(μm.K)；T为绝对温度(K)；

步骤1.2：获取红外热像仪在成像波段△λ内的辐射出射度W_△λ：

其中，W_△λ为△λ波段辐射出射度(W.cm^-2)；ε_λ为光谱发射率；λ₁为红外热像仪成像波段下限(μm)；λ₂为红外热像仪成像波段上限(μm)；

步骤1.3：将ε_λ认为是一个常数，将公式(2)改写为：