本發(fā)明涉及紅外成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于積分時(shí)間自適應(yīng)的制冷型紅外熱像儀寬動(dòng)態(tài)方法。

背景技術(shù)：

制冷型紅外熱像儀的靈敏度很高，可以探測(cè)目標(biāo)物之間極小的溫度差別，但是正是由于這種高靈敏度，使制冷型紅外熱像儀的動(dòng)態(tài)范圍變窄。在不改變積分時(shí)間的條件下，如果使用制冷型紅外熱像儀觀測(cè)一個(gè)持續(xù)升溫的物體，或者所觀測(cè)的場(chǎng)景發(fā)生比較大的溫差變化，則制冷型紅外熱像儀的采集信息很容易發(fā)生溢出，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確觀測(cè)到待觀測(cè)對(duì)象的真實(shí)情況。

目前使用的制冷型紅外熱像儀，在使用過程中，積分時(shí)間是固定值，不能隨意改動(dòng)，若隨意改動(dòng)，會(huì)造成紅外熱像儀成像質(zhì)量嚴(yán)重下降。如果不能根據(jù)使用的具體場(chǎng)景改動(dòng)積分時(shí)間，當(dāng)熱像儀觀察過熱場(chǎng)景時(shí)就會(huì)發(fā)生局部熱成像圖像飽和的情況；當(dāng)熱像儀觀察過冷場(chǎng)景時(shí)又會(huì)發(fā)生整體成像很暗，很難區(qū)分場(chǎng)景中的景物的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有制冷型紅外熱像儀動(dòng)態(tài)范圍較窄的技術(shù)問題，提供了一種基于積分時(shí)間自適應(yīng)的制冷型紅外熱像儀寬動(dòng)態(tài)方法，其能夠根據(jù)使用場(chǎng)景自適應(yīng)的改變積分時(shí)間，從而能適應(yīng)溫度變化跨度較大的使用環(huán)境，動(dòng)態(tài)范圍大大增加。

為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的一種基于積分時(shí)間自適應(yīng)的制冷型紅外熱像儀寬動(dòng)態(tài)方法，包括以下步驟：

預(yù)設(shè)若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間及其對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset；

當(dāng)制冷型紅外熱像儀采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)，調(diào)整積分時(shí)間k直至最新采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；

當(dāng)積分時(shí)間k調(diào)整完成后，判斷調(diào)整完成后的積分時(shí)間k是否與某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間相同，如果與某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間相同，則將該標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset作為制冷型紅外熱像儀的非均勻校正參數(shù)值offset；如果與所有標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間都不同，則從比積分時(shí)間k大的標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間中挑選出與積分時(shí)間k差值最小的標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間，從比積分時(shí)間k小的標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間中挑選出與積分時(shí)間k差值最小的標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間，根據(jù)挑選出的這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間及其對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset計(jì)算出積分時(shí)間k對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset，將積分時(shí)間k對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset作為制冷型紅外熱像儀的非均勻校正參數(shù)值offset。

在本技術(shù)方案中，當(dāng)制冷型紅外熱像儀采集到一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)，制冷型紅外熱像儀不能準(zhǔn)確觀測(cè)到待觀測(cè)對(duì)象的真實(shí)情況，此時(shí)制冷型紅外熱像儀調(diào)整自身的積分時(shí)間k的大小直至最新采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，使得制冷型紅外熱像儀能夠準(zhǔn)確觀測(cè)到待觀測(cè)對(duì)象的真實(shí)情況。

由于積分時(shí)間k發(fā)生了變化，制冷型紅外熱像儀的非均勻校正參數(shù)值offset也需要進(jìn)行調(diào)整。如果積分時(shí)間k與預(yù)設(shè)的某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間相同，則直接使用該標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset作為制冷型紅外熱像儀的非均勻校正參數(shù)值offset；如果積分時(shí)間k與預(yù)設(shè)的所有標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間都不相同，則根據(jù)與其相鄰的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間及這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset計(jì)算出制冷型紅外熱像儀的非均勻校正參數(shù)值offset。

本方法拋棄原有的固定積分時(shí)間的做法，根據(jù)熱像儀觀測(cè)的實(shí)際場(chǎng)景，對(duì)積分時(shí)間進(jìn)行自適應(yīng)變化，使成像效果達(dá)到最佳，在積分時(shí)間自適應(yīng)變化的過程中，自動(dòng)調(diào)整非均勻校正參數(shù)值offset，抑制熱像儀成像質(zhì)量下降的問題，使制冷型紅外熱像儀的成像效果達(dá)到最佳。

作為優(yōu)選，所述標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset的獲取方法包括以下步驟：制冷型紅外熱像儀在某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間下采集m個(gè)均勻背景圖像，對(duì)這些均勻背景圖像取平均，將得到的平均值作為該標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset。

作為優(yōu)選，m＝2ⁿ。

作為優(yōu)選，所述調(diào)整積分時(shí)間k直至最新采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的方法包括以下步驟：當(dāng)制冷型紅外熱像儀采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值小于預(yù)設(shè)范圍的最小值d1時(shí)，增大積分時(shí)間k直至最新采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；當(dāng)制冷型紅外熱像儀采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值大于預(yù)設(shè)范圍的最大值d2時(shí)，減小積分時(shí)間k直至最新采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述根據(jù)挑選出的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間及其對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset計(jì)算出積分時(shí)間k對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset的方法包括以下步驟：將兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間中比積分時(shí)間k小的標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間t1，比積分時(shí)間k大的標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間t2，標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間t1對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset為offset(t1)，標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間t2對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset為offset(t2)，根據(jù)積分時(shí)間k與標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間t1、標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間t2的差值，給予offset(t1)權(quán)重值a1，給予offset(t2)權(quán)重值a2，積分時(shí)間k對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset＝a1×offset(t1)+a2×offset(t2)。

作為優(yōu)選，

作為優(yōu)選，制冷型紅外熱像儀得到的圖像校正數(shù)據(jù)＝制冷型紅外熱像儀采集的原始圖像數(shù)據(jù)-制冷型紅外熱像儀當(dāng)前的非均勻校正參數(shù)值offset。

本發(fā)明的有益效果是：能夠根據(jù)使用場(chǎng)景自適應(yīng)的改變積分時(shí)間，從而能適應(yīng)溫度變化跨度較大的使用環(huán)境，動(dòng)態(tài)范圍大大增加。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種流程圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

實(shí)施例：本實(shí)施例的一種基于積分時(shí)間自適應(yīng)的制冷型紅外熱像儀寬動(dòng)態(tài)方法，如圖1所示，包括以下步驟：

預(yù)設(shè)若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間及其對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset；

當(dāng)制冷型紅外熱像儀采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)，調(diào)整積分時(shí)間k直至最新采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；

當(dāng)積分時(shí)間k調(diào)整完成后，判斷調(diào)整完成后的積分時(shí)間k是否與某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間相同，如果與某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間相同，則將該標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset作為制冷型紅外熱像儀的非均勻校正參數(shù)值offset；如果與所有標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間都不同，則從比積分時(shí)間k大的標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間中挑選出與積分時(shí)間k差值最小的標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間，從比積分時(shí)間k小的標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間中挑選出與積分時(shí)間k差值最小的標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間，根據(jù)挑選出的這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間及其對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset計(jì)算出積分時(shí)間k對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset，將積分時(shí)間k對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset作為制冷型紅外熱像儀的非均勻校正參數(shù)值offset。

根據(jù)挑選出的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間及其對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset計(jì)算出積分時(shí)間k對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset的方法包括以下步驟：將兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間中比積分時(shí)間k小的標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間t1，比積分時(shí)間k大的標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間t2，標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間t1對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset為offset(t1)，標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間t2對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset為offset(t2)，根據(jù)積分時(shí)間k與標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間t1、標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間t2的差值，給予offset(t1)權(quán)重值a1，給予offset(t2)權(quán)重值a2，積分時(shí)間k對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值

標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset的獲取方法包括以下步驟：制冷型紅外熱像儀在某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間下采集m個(gè)均勻背景圖像，m＝2ⁿ，對(duì)這些均勻背景圖像取平均，將得到的平均值作為該標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset。

調(diào)整積分時(shí)間k直至最新采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的方法包括以下步驟：當(dāng)制冷型紅外熱像儀采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值小于預(yù)設(shè)范圍的最小值d1時(shí)，增大積分時(shí)間k直至最新采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；當(dāng)制冷型紅外熱像儀采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值大于預(yù)設(shè)范圍的最大值d2時(shí)，減小積分時(shí)間k直至最新采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

例如：積分時(shí)間k初始值設(shè)定為k＝100(積分時(shí)間k最大值可至200，最小值可至3)；計(jì)算制冷型紅外熱像儀采集到的當(dāng)前幀圖像的灰度平均值x；設(shè)定x的波動(dòng)范圍為6000～8000，當(dāng)x的值大于8000時(shí)，則將當(dāng)前積分時(shí)間k值減小，k＝k-10，減小后再次檢測(cè)x值，如果仍大于8000，則繼續(xù)重復(fù)k＝k-10的步驟，直至x重新回到6000～8000的范圍，當(dāng)x的值小于6000時(shí)，則將當(dāng)前積分時(shí)間k值增加，k＝k+10，增加后檢測(cè)x值，如果仍小于6000，則繼續(xù)重復(fù)k＝k+10的步驟，直至x重新回到6000～8000的范圍。

制冷型紅外熱像儀得到的圖像校正數(shù)據(jù)＝制冷型紅外熱像儀采集的原始圖像數(shù)據(jù)-制冷型紅外熱像儀當(dāng)前的非均勻校正參數(shù)值offset。

當(dāng)制冷型紅外熱像儀采集到一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)，制冷型紅外熱像儀不能準(zhǔn)確觀測(cè)到待觀測(cè)對(duì)象的真實(shí)情況，此時(shí)制冷型紅外熱像儀調(diào)整自身的積分時(shí)間k的大小直至最新采集到的一幀圖像數(shù)據(jù)的灰度平均值位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，使得制冷型紅外熱像儀能夠準(zhǔn)確觀測(cè)到待觀測(cè)對(duì)象的真實(shí)情況。

由于積分時(shí)間k發(fā)生了變化，制冷型紅外熱像儀的非均勻校正參數(shù)值offset也需要進(jìn)行調(diào)整。如果積分時(shí)間k與預(yù)設(shè)的某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間相同，則直接使用該標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset作為制冷型紅外熱像儀的非均勻校正參數(shù)值offset；如果積分時(shí)間k與預(yù)設(shè)的所有標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間都不相同，則根據(jù)與其相鄰的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間及這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset計(jì)算出制冷型紅外熱像儀的非均勻校正參數(shù)值offset。

本方法拋棄原有的固定積分時(shí)間的做法，根據(jù)熱像儀觀測(cè)的實(shí)際場(chǎng)景，對(duì)積分時(shí)間進(jìn)行自適應(yīng)變化，使成像效果達(dá)到最佳，在積分時(shí)間自適應(yīng)變化的過程中，自動(dòng)調(diào)整非均勻校正參數(shù)值offset，抑制熱像儀成像質(zhì)量下降的問題，使制冷型紅外熱像儀的成像效果達(dá)到最佳。

預(yù)設(shè)若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間及其對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset的方法可以如下：按照一定時(shí)間間隔選取若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間，相鄰標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間的差值相同，采集這些標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset，將這些標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間及其對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset存儲(chǔ)在制冷型紅外熱像儀中。

例如：預(yù)設(shè)八個(gè)標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間(10ms，30ms，50ms，70ms，90ms，110ms，130ms，150ms)，及這些標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset(offset(10)，offset(30)，offset(50)，offset(70)，offset(90)，offset(110)，offset(130)，offset(150))，當(dāng)制冷型紅外熱像儀將積分時(shí)間k調(diào)整為25ms時(shí)，讀取標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間10ms對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset(10)，讀取標(biāo)準(zhǔn)積分時(shí)間30ms對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值offset(30)，積分時(shí)間25ms對(duì)應(yīng)的非均勻校正參數(shù)值即制冷型紅外熱像儀的非均勻校正參數(shù)值