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CN112781724B - 基于两点法的探测器非均匀性实时校正方法、系统及介质 - Google Patents

基于两点法的探测器非均匀性实时校正方法、系统及介质 Download PDF

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CN112781724B
CN112781724B CN202011529221.XA CN202011529221A CN112781724B CN 112781724 B CN112781724 B CN 112781724B CN 202011529221 A CN202011529221 A CN 202011529221A CN 112781724 B CN112781724 B CN 112781724B
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姜大闯
徐琪
鲁斌
江兆凤
钱进
侯泽宇
桂小刚
张博
王静
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Abstract

本发明提供了基于两点法的探测器非均匀性实时校正方法、系统及介质，涉及太赫兹成像技术领域，该方法包括：步骤1：在探测器的焦距范围内增加一个恒温装置；步骤2：采用多帧平均的方法消除探测器的噪声，存储多帧后求均值，进行非均匀性校正；步骤3：使用两点法对各路探测器进行校正，两个参考值分别为高温区温度和低温区温度；步骤4：实时计算各路探测器的校准结果，解决探测器长时间运行产生漂移的问题；步骤5：实时判断恒温装置是否被被检目标遮挡，如被遮挡则不使用该帧进行校正计算。本发明能够提升探测器的成像质量、最大程度消除环境温度因素对太赫兹成像的影响且成像质量不会随着安检仪长时间运行而降低。

Description

基于两点法的探测器非均匀性实时校正方法、系统及介质
技术领域
本发明涉及太赫兹成像技术领域，具体地，涉及一种基于两点法的探测器非均匀性实时校正方法、系统及介质。
背景技术
作为人类尚未大规模使用的一段电磁频谱资源，太赫兹波有着极为丰富的电磁波与物质间的相互作用效应，不仅在基础研究领域，而且在安检成像、雷达、通信、天文、大气观测和生物医学等诸多技术领域有着广阔的应用前景。
太赫兹探测器由于制作器件半导体材料的不均匀性，掩膜误差、缺陷、工艺等因素影响，其输出幅度会出现不均匀现象，这些不均匀的存在会使获取的图像信号模糊不清、畸变、存在严重的明暗条纹，甚至无法成像。传统的校正方法为一点法校正法，参考源一般为成像背景。
针对上述现有技术，一点法校正法的缺陷为离校正点越远，校正后的残留非均匀性就越大，特别是存在较大噪声时，这个问题尤为明显；用背景作为参考源，受环境温度影响较大。另外，如果不进行实时校正，则长时间运行后，校正结果会发散，太赫兹成像质量会下降。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供基于两点法的探测器非均匀性实时校正方法、系统及介质，能够提升探测器的成像质量、最大程度消除环境温度因素对太赫兹成像的影响且成像质量不会随着安检仪长时间运行而降低。
根据本发明提供的基于两点法的探测器非均匀性实时校正方法、系统及介质，所述方案如下：
第一方面，提供了一种基于两点法的探测器非均匀性实时校正方法，所述方法包括：
在探测器的焦距范围内增加一个恒温装置，分高温区和低温区两个区域，宽度大于探测器的视场宽度；
采用多帧平均的方法消除探测器的噪声，使探测器的输出值更为平滑，存储多帧后，再求均值，进行非均匀性校正；
使用两点法对各路探测器进行校正，两个参考值分别为高温区温度和低温区温度；
实时计算各路探测器的校准结果，解决探测器长时间运行产生漂移的问题；
实时判断恒温装置是否被被检目标遮挡，如果判断结果为被遮挡，则不使用该帧进行校正计算。
优选的，所述采用多帧平均的方法消除探测器的噪声的步骤包括：
先按以下公式求出增益因子Ki和偏移量bi：
Figure BDA0002851586960000021
其中Vi(1)表示低温区各路探测器的输出值，Vi(2)表示高温区各路探测器的输出值，T1表示低温区温度值，T2表示低温区温度值；
利用上述公式可求出增益因子Ki和偏移量bi，
Figure BDA0002851586960000022
优选的，所述使用两点法对各路探测器进行校正步骤包括：
先求出增益因子Ki和偏移量bi；
将增益因子Ki和偏移量bi对各探测器输出值进行乘和加的运算。
第二方面，提供了一种基于两点法的探测器非均匀性实时校正系统，所述系统包括：
模块1：在探测器的焦距范围内增加一个恒温装置，分高温区和低温区两个区域，宽度大于探测器的视场宽度；
模块2：采用多帧平均的方法消除探测器的噪声，使探测器的输出值更为平滑，存储多帧后，再求均值，进行非均匀性校正；
模块3：使用两点法对各路探测器进行校正，两个参考值分别为高温区温度和低温区温度；
模块4：实时计算各路探测器的校准结果，解决探测器长时间运行产生漂移的问题；
模块5：实时判断恒温装置是否被被检目标遮挡，如果判断结果为被遮挡，则不使用该帧进行校正计算。
优选的，所述模块2包括：
先按以下公式求出增益因子Ki和偏移量bi：
Figure BDA0002851586960000031
其中Vi(1)表示低温区各路探测器的输出值，Vi(2)表示高温区各路探测器的输出值，T1表示低温区温度值，T2表示低温区温度值；
利用上述公式可求出增益因子Ki和偏移量bi，
Figure BDA0002851586960000032
优选的，所述模块3包括：
先求出增益因子Ki和偏移量bi；
将增益因子Ki和偏移量bi对各探测器输出值进行乘和加的运算。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、极大的提高了探测器的成像质量；
2、能够最大程度的消除环境因素对太赫兹成像的影响；
3、成像质量不会随着安检仪长时间运行而降低。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为恒温装置图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供了一种基于两点法的探测器非均匀性实时校正方法，参照图1所示，首先在探测器的焦距范围内增加一个恒温装置，分高温区和低温区两个区域，宽度略大于探测器的视场宽度，高度各约6cm，本实施例中的恒温装置置于视场的最顶端，可以不影响被检目标正常通行。高温区温度恒定在40℃，低温区温度恒定在25℃。
其次，采用多帧平均的方法消除探测器的噪声，使探测器的输出值更为平滑，存储多帧后，例如180帧，再求均值，进行非均匀性校正，该方法能使校正结果计算更为准确，提升成像质量。先按以下公式求出增益因子Ki和偏移量bi：
Figure BDA0002851586960000041
其中Vi(1)表示低温区各路探测器的输出值；Vi(2)表示高温区各路探测器的输出值；T1表示低温区温度值，在本实施例中恒定为25℃；T2表示低温区温度值，本实施例中恒定为40℃。根据上述公式可求出增益因子Ki和偏移量bi：
Figure BDA0002851586960000042
将增益因子Ki和偏移量bi对探测器输出值进行乘和加的运算，就完成了对各路探测器非均匀性的校正运算。
再使用两点法对各路探测器进行校正，两个参考值分别为高温区温度和低温区温度。该方法能够最大程度的降低探测器对环境温度的依赖，使检测效果在不同的环境温度下都能达到最佳。
计算得到增益因子Ki和偏移量bi后，再实时计算各路探测器的校准结果，解决探测器长时间运行产生漂移的问题。最后，被检测目标进入安检仪视场后可能会遮挡恒温装置，本方法可以实时判断恒温装置是否被被检目标遮挡，如果判断结果为被遮挡，则不使用该帧进行校正计算，实时校正可以和安检同时进行且不影响校正的准确性。
本发明实施例提供了一种基于两点法的探测器非均匀性实时校正方法，可以极大的提高了探测器的成像质量，同时能够最大程度的消除环境因素对太赫兹成像的影响，且成像质量不会随着安检仪长时间运行而降低。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (3)

1.一种基于两点法的探测器非均匀性实时校正方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1：在探测器的焦距范围内增加一个恒温装置，分高温区和低温区两个区域，宽度大于探测器的视场宽度；
步骤2：采用多帧平均的方法消除探测器的噪声，使探测器的输出值更为平滑，存储多帧后，再求均值，进行非均匀性校正；
步骤3：使用两点法对各路探测器进行校正，两个参考值分别为高温区温度和低温区温度；
步骤4：实时计算各路探测器的校准结果，解决探测器长时间运行产生漂移的问题；
步骤5：实时判断恒温装置是否被被检目标遮挡，如果判断结果为被遮挡，挡则不使用该帧进行校正计算；
所述步骤2包括：
先按以下公式求出增益因子Ki和偏移量bi：
Figure FDA0003710362810000013
其中Vi(1)表示低温区各路探测器的输出值，Vi(2)表示高温区各路探测器的输出值，T1表示低温区温度值，T2表示低温区温度值；
利用上述公式可求出增益因子Ki和偏移量bi，
Figure FDA0003710362810000011
Figure FDA0003710362810000012
步骤3包括：
步骤3-1：先求出增益因子Ki和偏移量bi；
步骤3-2：将增益因子Ki和偏移量bi对各探测器输出值进行乘和加的运算；
所述探测器是指太赫兹探测器。
2.一种基于两点法的探测器非均匀性实时校正系统，其特征在于，所述系统包括：
模块1：在探测器的焦距范围内增加一个恒温装置，分高温区和低温区两个区域，宽度大于探测器的视场宽度；
模块2：采用多帧平均的方法消除探测器的噪声，使探测器的输出值更为平滑，存储多帧后，再求均值，进行非均匀性校正；
模块3：使用两点法对各路探测器进行校正，两个参考值分别为高温区温度和低温区温度；
模块4：实时计算各路探测器的校准结果，解决探测器长时间运行产生漂移的问题；
模块5：实时判断恒温装置是否被被检目标遮挡，如果判断结果为被遮挡，则不使用该帧进行校正计算；
所述模块2包括：
先按以下公式求出增益因子Ki和偏移量bi：
Figure FDA0003710362810000023
其中Vi(1)表示低温区各路探测器的输出值，Vi(2)表示高温区各路探测器的输出值，T1表示低温区温度值，T2表示低温区温度值；
利用上述公式可求出增益因子Ki和偏移量bi，
Figure FDA0003710362810000021
Figure FDA0003710362810000022
所述模块3包括：
先求出增益因子Ki和偏移量bi；
将增益因子Ki和偏移量bi对各探测器输出值进行乘和加的运算；
所述探测器是指太赫兹探测器。
3.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述的方法的步骤。
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