權(quán)利要求書： 1.超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法，其特征在于，包括如下步驟：

利用待標(biāo)定的紅外熱像儀在不同溫度組合條件下采集本底紅外圖像；

對(duì)待標(biāo)定的紅外熱像儀的探測(cè)器像元構(gòu)建帶有超參數(shù)和未知系數(shù)的多項(xiàng)式；

對(duì)待標(biāo)定的紅外熱像儀的探測(cè)器像元標(biāo)定出不同超參數(shù)條件下多項(xiàng)式的未知系數(shù)；

利用標(biāo)定出的超參數(shù)多項(xiàng)式估計(jì)探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值；

遍歷探測(cè)器像元后得到紅外圖像對(duì)應(yīng)的溫度場(chǎng)圖像；

所述利用待標(biāo)定的紅外熱像儀在不同溫度組合條件下采集本底紅外圖像；具體為：利用待標(biāo)定的紅外熱像儀，在紅外鏡頭處于不同工作溫度、探測(cè)器焦平面處于不同工作溫度、面源黑體處于不同輻射溫度的組合條件下，采集本底紅外圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法，其特征在于，所述對(duì)待標(biāo)定的紅外熱像儀的探測(cè)器像元構(gòu)建帶有超參數(shù)和未知系數(shù)的多項(xiàng)式，具體為：以紅外鏡頭的工作溫度、探測(cè)器焦平面的工作溫度、探測(cè)器像元的像素值作為三個(gè)輸入變量，以探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值作為輸出變量，為每個(gè)像元構(gòu)建帶有超參數(shù)和未知系數(shù)的多項(xiàng)式。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法，其特征在于，所述為每個(gè)像元構(gòu)建帶有超參數(shù)和未知系數(shù)的多項(xiàng)式，具體構(gòu)建的超參數(shù)多項(xiàng)式為：其中,Tlens表示紅外鏡頭的工作溫度值，TFPA表示探測(cè)器焦平面的工作溫度值，D(r,c)表示探測(cè)器像元的像素值， 表示探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值，(r,c)分別表示像元在焦平面上的空間位置；其中N1、N2、N3為多項(xiàng)式的超參數(shù)，β為多項(xiàng)式的系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法，其特征在于，所述N1的取值范圍為大于等于0的整數(shù)，N2取值范圍為大于等于0的整數(shù)，N3取值范圍為大于0的整數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法，其特征在于，所述對(duì)探測(cè)器的像元標(biāo)定出不同超參數(shù)條件下多項(xiàng)式的未知系數(shù)，具體為：以紅外鏡頭工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器焦平面工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器像元的像素值作為輸入值、以面源黑體的輻射溫度的實(shí)際值作為輸出值，利用最小二乘方法，為探測(cè)器的每個(gè)像元標(biāo)定出在不同超參數(shù)條件下多項(xiàng)式的未知系數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法，其特征在于，所述利用標(biāo)定出的多項(xiàng)式估計(jì)探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值，具體為：利用各像元標(biāo)定出的超參數(shù)多項(xiàng)式表達(dá)式，以紅外鏡頭工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器焦平面工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器像元的像素值，估計(jì)探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法，其特征在于，所述待標(biāo)定的紅外熱像儀的探測(cè)器為氧化釩材料的非制冷紅外焦平面探測(cè)器、非晶硅材料的非制冷紅外焦平面探測(cè)器、制冷型紅外焦平面探測(cè)器三種中的任一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一所述的超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法提出超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定裝置，其特征在于，包括：本底紅外圖像采集單元，利用待標(biāo)定的紅外熱像儀在不同溫度組合條件下采集本底紅外圖像；

超參數(shù)多項(xiàng)式構(gòu)建單元，對(duì)待標(biāo)定的紅外熱像儀的探測(cè)器像元構(gòu)建帶有超參數(shù)和未知系數(shù)的多項(xiàng)式；

超參數(shù)多項(xiàng)式標(biāo)定單元，對(duì)待標(biāo)定的紅外熱像儀的探測(cè)器像元標(biāo)定出不同超參數(shù)條件下多項(xiàng)式的未知系數(shù)；

溫度估計(jì)單元，根據(jù)標(biāo)定出的多項(xiàng)式估計(jì)探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值；

紅外圖像標(biāo)定單元，將溫度估計(jì)單元遍歷探測(cè)器像元，得到紅外圖像對(duì)應(yīng)的溫度場(chǎng)圖像。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定裝置，其特征在于，所述本底紅外圖像采集單元包括：待標(biāo)定的紅外熱像儀、高低溫試驗(yàn)箱、面源黑體；所述待標(biāo)定的紅外熱像儀和面源黑體放置于高低溫試驗(yàn)箱內(nèi)，所述待標(biāo)定的紅外熱像儀對(duì)準(zhǔn)面源黑體；所述待標(biāo)定的紅外熱像儀包括紅外鏡頭和紅外焦平面探測(cè)器，所述紅外鏡頭上設(shè)置第一溫度傳感器，所述紅外焦平面探測(cè)器的焦平面上設(shè)置第二溫度傳感器，所述待標(biāo)定的紅外熱像儀與上位機(jī)連接。

說明書： 超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法及裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于紅外輻射測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法及裝置。背景技術(shù)[0002] 測(cè)溫紅外熱像儀是獲取目標(biāo)紅外輻射特性的核心器件。紅外熱像儀由紅外鏡頭、紅外焦平面探測(cè)器、測(cè)溫信息處理單元構(gòu)成。紅外熱像儀的前端為紅外鏡頭，紅外鏡頭的透過率和折射率對(duì)環(huán)境溫度敏感，環(huán)境溫度變化將影響紅外鏡頭的紅外輻射特性，造成紅外熱像儀對(duì)恒定紅外場(chǎng)景輻射的響應(yīng)值發(fā)生漂移，從而影響紅外熱像儀對(duì)場(chǎng)景溫度測(cè)量的精度。紅外熱像儀測(cè)量場(chǎng)景溫度過程中，紅外探測(cè)器焦平面的工作溫度變化將改變場(chǎng)景紅外輻射輸入與探測(cè)器響應(yīng)輸出之間的映射關(guān)系，從而影響紅外熱像儀對(duì)場(chǎng)景溫度測(cè)量的精度。由于紅外焦平面探測(cè)器材料和工藝水平等限制，紅外焦平面陣列各像元對(duì)均勻紅外輻射場(chǎng)的響應(yīng)存在非均勻性，造成紅外熱像儀難以對(duì)紅外輻射場(chǎng)進(jìn)行精確測(cè)量。[0003] 紅外熱像儀的紅外鏡頭工作溫度、探測(cè)器焦平面的工作溫度、探測(cè)器焦平面的非均勻性，這三種因素降低紅外熱像儀的測(cè)溫精度，需要對(duì)紅外熱像儀進(jìn)行標(biāo)定，常見的紅外熱像儀標(biāo)定方法歸納如下：[0004] 針對(duì)紅外鏡頭溫度變化對(duì)測(cè)溫精度的影響，典型的標(biāo)定方法為：在標(biāo)定處理過程中，利用預(yù)先測(cè)量得到的在不同環(huán)境溫度下紅外鏡頭的紅外輻射數(shù)據(jù)，對(duì)紅外熱像儀輸出的原始測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償處理，以補(bǔ)償紅外鏡頭溫度變化引起的測(cè)量誤差；針對(duì)紅外探測(cè)器焦平面的工作溫度對(duì)測(cè)溫精度影響，現(xiàn)有基于探測(cè)器焦平面工作溫度區(qū)間段的紅外熱像儀無擋片非均勻校正方法(授權(quán)專利公布號(hào)：CN103162843B；授權(quán)專利公布號(hào)：CN107421643B)，其基本思想：根據(jù)探測(cè)器焦平面的當(dāng)前工作溫度，確定焦平面工作溫度所在的溫度區(qū)間段，利用溫度區(qū)兩端對(duì)應(yīng)的工作溫度值及本底紅外圖像估計(jì)各像元用于校正的增益和偏置系數(shù)，進(jìn)而對(duì)原始紅外圖像進(jìn)行校正處理；針對(duì)紅外熱像儀的焦平面非均勻性對(duì)測(cè)量精度的影響，典型的紅外熱像儀標(biāo)定方法假定紅外探測(cè)器各像元對(duì)紅外輻射的響應(yīng)是線性的，相應(yīng)采用兩點(diǎn)或多點(diǎn)的分段線性標(biāo)定方法；例如現(xiàn)有技術(shù)紅外熱像儀無擋片非均勻校正裝置(授權(quán)公布號(hào)：CN207866372U)，其在紅外熱像儀的光路系統(tǒng)中增加一個(gè)由反射鏡和反射振鏡構(gòu)成的均勻面裝置。

[0005] 上述三種因素的處理方法存在以下缺陷：[0006] 1、紅外鏡頭溫度變化對(duì)測(cè)溫精度影響的誤差補(bǔ)償方法操作過程繁瑣，降低了測(cè)溫操作效率；[0007] 2、采用機(jī)械擋片進(jìn)行補(bǔ)償處理，但采用機(jī)械擋片將增加紅外熱像儀的設(shè)計(jì)復(fù)雜性，不利于紅外熱像儀的小型化，機(jī)械擋片故障將降低紅外熱像儀的工作穩(wěn)定性，擋片發(fā)熱將造成圖像校正不均勻，影響測(cè)量精度；[0008] 3、實(shí)際上紅外探測(cè)器對(duì)寬溫輻射的響應(yīng)是非線性的，因此，基于紅外探測(cè)器像元響應(yīng)的線性假設(shè)，進(jìn)行紅外圖像的非均勻校正，將降低測(cè)溫精度。發(fā)明內(nèi)容[0009] 本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法。本發(fā)明同時(shí)考慮紅外鏡頭的工作溫度、探測(cè)器焦平面的工作溫度、探測(cè)器像元的像素值三種要素，無需紅外熱像儀的機(jī)械擋片、簡(jiǎn)化測(cè)溫操作過程、提高測(cè)溫精度。[0010] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：[0011] 超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法，包括如下步驟：[0012] 利用待標(biāo)定的紅外熱像儀在不同溫度組合條件下采集本底紅外圖像；[0013] 對(duì)待標(biāo)定的紅外熱像儀的探測(cè)器像元構(gòu)建帶有超參數(shù)和未知系數(shù)的多項(xiàng)式；[0014] 對(duì)待標(biāo)定的紅外熱像儀的探測(cè)器像元標(biāo)定出不同超參數(shù)條件下多項(xiàng)式的未知系數(shù)；[0015] 利用標(biāo)定出的超參數(shù)多項(xiàng)式估計(jì)探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值；[0016] 遍歷探測(cè)器像元后得到紅外圖像對(duì)應(yīng)的溫度場(chǎng)圖像。[0017] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述利用待標(biāo)定的紅外熱像儀在不同溫度組合條件下采集本底紅外圖像；具體為：利用待標(biāo)定的紅外熱像儀，在紅外鏡頭處于不同工作溫度、探測(cè)器焦平面處于不同工作溫度、面源黑體處于不同輻射溫度的組合條件下，采集本底紅外圖像。其中，面源黑體輻射溫度值作為紅外圖像對(duì)應(yīng)的溫度實(shí)際值。[0018] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述對(duì)待標(biāo)定的紅外熱像儀的探測(cè)器像元構(gòu)建帶有超參數(shù)和未知系數(shù)的多項(xiàng)式，以紅外鏡頭的工作溫度、探測(cè)器焦平面的工作溫度、探測(cè)器像元的像素值作為三個(gè)輸入變量，以探測(cè)器像元的溫度測(cè)量值作為輸出變量，為每個(gè)像元構(gòu)建帶有超參數(shù)和未知系數(shù)的多項(xiàng)式。[0019] 進(jìn)一步的，所述為每個(gè)像元構(gòu)建帶有超參數(shù)和未知系數(shù)的多項(xiàng)式，具體構(gòu)建的超參數(shù)多項(xiàng)式為：[0020][0021] 其中,Tlens表示紅外鏡頭的工作溫度值，TFPA表示探測(cè)器焦平面的工作溫度值，D(r,c)表示探測(cè)器像元的像素值， 表示探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值，(r,c)分別表示像元在焦平面上的空間位置；其中N1、N2、N3為多項(xiàng)式的超參數(shù)，β為多項(xiàng)式的系數(shù)。[0022] 進(jìn)一步的，所述N1的取值范圍為大于等于0的整數(shù)，N2取值范圍為大于等于0的整數(shù)，N3取值范圍為大于0的整數(shù)。[0023] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述對(duì)探測(cè)器的像元標(biāo)定出不同超參數(shù)條件下多項(xiàng)式的未知系數(shù)，以紅外鏡頭工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器焦平面工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器像元的像素值作為輸入值、以面源黑體的輻射溫度的實(shí)際值作為輸出值，利用最小二乘方法，為探測(cè)器的每個(gè)像元標(biāo)定出在不同超參數(shù)條件下多項(xiàng)式的未知系數(shù)。[0024] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述利用標(biāo)定出的多項(xiàng)式估計(jì)探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值，利用各像元標(biāo)定出的超參數(shù)多項(xiàng)式表達(dá)式，以紅外鏡頭工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器焦平面工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器像元的像素值，估計(jì)探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值。[0025] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述待標(biāo)定的紅外熱像儀的探測(cè)器為氧化釩材料的非制冷紅外焦平面探測(cè)器、非晶硅材料的非制冷紅外焦平面探測(cè)器、制冷型紅外焦平面探測(cè)器三種中的任一種。[0026] 本發(fā)明還提出超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定裝置，包括：[0027] 本底紅外圖像采集單元，利用待標(biāo)定的紅外熱像儀在不同溫度組合條件下采集本底紅外圖像；[0028] 超參數(shù)多項(xiàng)式構(gòu)建單元，對(duì)待標(biāo)定的紅外熱像儀的探測(cè)器像元構(gòu)建帶有超參數(shù)和未知系數(shù)的多項(xiàng)式；[0029] 超參數(shù)多項(xiàng)式標(biāo)定單元，對(duì)待標(biāo)定的紅外熱像儀的探測(cè)器像元標(biāo)定出不同超參數(shù)條件下多項(xiàng)式的未知系數(shù)；[0030] 溫度估計(jì)單元，根據(jù)標(biāo)定出的多項(xiàng)式估計(jì)探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值；[0031] 紅外圖像標(biāo)定單元，將溫度估計(jì)單元遍歷探測(cè)器像元，得到紅外圖像對(duì)應(yīng)的溫度場(chǎng)圖像。[0032] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述本底紅外圖像采集單元包括：待標(biāo)定的紅外熱像儀、高低溫試驗(yàn)箱、面源黑體；所述待標(biāo)定的紅外熱像儀和面源黑體放置于高低溫試驗(yàn)箱內(nèi)，所述待標(biāo)定的紅外熱像儀對(duì)準(zhǔn)面源黑體；所述待標(biāo)定的紅外熱像儀包括紅外鏡頭和紅外焦平面探測(cè)器，所述紅外鏡頭上設(shè)置第一溫度傳感器，所述紅外焦平面探測(cè)器的焦平面上設(shè)置第二溫度傳感器，所述待標(biāo)定的紅外熱像儀與上位機(jī)連接。[0033] 本發(fā)明有益效果是：[0034] 本發(fā)明利用超參數(shù)多項(xiàng)式來擬合紅外鏡頭的工作溫度、探測(cè)器焦平面的工作溫度、探測(cè)器像元的像素值三者與探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)溫度值的映射關(guān)系，并利用最小二乘方法估計(jì)超參數(shù)多項(xiàng)式的系數(shù)，使得本發(fā)明提出的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法具有無需機(jī)械擋片、操作過程簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高的優(yōu)點(diǎn)。附圖說明[0035] 圖1是本發(fā)明提出的超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法流程圖；[0036] 圖2是本發(fā)明本底紅外圖像采集裝置的示意圖；[0037] 附圖標(biāo)記說明：[0038] 201?面源黑體；202?紅外鏡頭；203?紅外焦平面探測(cè)器的焦平面；204?待標(biāo)定的紅外熱像儀；205?高低溫試驗(yàn)箱；206?上位機(jī)；207?第一溫度傳感器；208?第二溫度傳感器。具體實(shí)施方式[0039] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0040] 本發(fā)明提出的超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法，包括如下步驟：[0041] 步驟101，利用待標(biāo)定的紅外熱像儀在不同組合溫度條件下采集本底紅外圖像；[0042] 步驟102，對(duì)待標(biāo)定的紅外熱像儀的探測(cè)器像元構(gòu)建帶有超參數(shù)和未知系數(shù)的多項(xiàng)式；[0043] 步驟103，對(duì)待標(biāo)定的紅外熱像儀的探測(cè)器像元標(biāo)定出不同超參數(shù)條件下多項(xiàng)式的未知系數(shù)；[0044] 步驟104，根據(jù)標(biāo)定出的多項(xiàng)式估計(jì)探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值；[0045] 步驟105，遍歷探測(cè)器像元后得到紅外圖像對(duì)應(yīng)的溫度場(chǎng)圖像。[0046] 本發(fā)明實(shí)施例中，待標(biāo)定的測(cè)溫紅外熱像儀的探測(cè)器以氧化釩材料的非制冷紅外焦平面探測(cè)器、非晶硅材料的非制冷紅外焦平面探測(cè)器、制冷型紅外焦平面探測(cè)器三種中的任一種。[0047] 本發(fā)明同時(shí)考慮紅外鏡頭的工作溫度、探測(cè)器焦平面的工作溫度、探測(cè)器像元的像素值三種因素，利用超參數(shù)多項(xiàng)式來擬合紅外鏡頭的工作溫度、探測(cè)器焦平面的工作溫度、探測(cè)器像元的像素值三者與探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)溫度值的映射關(guān)系，并利用最小二乘方法估計(jì)超參數(shù)多項(xiàng)式系數(shù)，從而無需紅外熱像儀的機(jī)械擋片、簡(jiǎn)化測(cè)溫操作過程、提高測(cè)溫精度。[0048] 實(shí)施例一[0049] 在本發(fā)明實(shí)例中，待標(biāo)定的紅外熱像儀選用了探測(cè)器陣列大小為324×256、氧化釩材料的非制冷紅外焦平面探測(cè)器。[0050] 參見圖1，本發(fā)明提出超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法流程圖。超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法，包括以下步驟：

[0051] 利用待標(biāo)定的紅外熱像儀，在紅外鏡頭處于不同工作溫度、探測(cè)器焦平面處于不同工作溫度、面源黑體處于不同輻射溫度的組合條件下，采集本底紅外圖像。[0052] 以紅外鏡頭的工作溫度、探測(cè)器焦平面的工作溫度、探測(cè)器像元的像素值作為三個(gè)輸入變量，以探測(cè)器像元的對(duì)應(yīng)溫度測(cè)量值作為輸出變量，為每個(gè)像元構(gòu)建帶有超參數(shù)和未知系數(shù)的多項(xiàng)式。[0053] 以紅外鏡頭工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器焦平面工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器像元的像素值作為輸入值、以面源黑體的輻射溫度的實(shí)際值作為輸出值，利用最小二乘方法，為探測(cè)器的每個(gè)像元標(biāo)定出在不同超參數(shù)條件下多項(xiàng)式的未知系數(shù)。[0054] 利用各像元標(biāo)定出的超參數(shù)多項(xiàng)式表達(dá)式，以紅外鏡頭工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器焦平面工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器像元的像素值，估計(jì)探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值。[0055] 參見圖2，本發(fā)明的本底紅外圖像采集裝置的結(jié)構(gòu)圖，包括面源黑體201，待標(biāo)定的紅外熱像儀204、高低溫試驗(yàn)箱205、上位機(jī)206。在本底紅外圖像采集過程中，面源黑體201、待標(biāo)定的紅外熱像儀204、高低溫試驗(yàn)箱205三者的位置關(guān)系為：面源黑體201和待標(biāo)定的紅外熱像儀204放置于高低溫試驗(yàn)箱105內(nèi)，將待標(biāo)定的紅外熱像儀204對(duì)準(zhǔn)面源黑體201。在本底紅外圖像采集過程中，通過調(diào)節(jié)高低溫試驗(yàn)箱205的腔內(nèi)溫度并保溫1小時(shí)，改變紅外熱像儀的紅外鏡頭202的工作溫度；在本底紅外圖像采集過程中，探測(cè)器焦平面203的不同工作溫度條件，是利用紅外熱像儀204開機(jī)后焦平面的工作溫度隨時(shí)間自然變化來產(chǎn)生；在本底紅外圖像采集過程中，面源黑體201的不同輻射溫度通過調(diào)節(jié)其輻射溫度控制器來產(chǎn)生。[0056] 其中，紅外熱像儀204包括紅外鏡頭202和紅外焦平面探測(cè)器203。紅外鏡頭202的工作波長(zhǎng)為8?14μm、F數(shù)為1.0、焦距為25mm。紅外焦平面探測(cè)器的工作波長(zhǎng)為8?14μm、探測(cè)器陣列大小為324×256，氧化釩材料的非制冷長(zhǎng)波紅外焦平面探測(cè)器，NETD≤50mK。紅外熱像儀輸出14bits的未經(jīng)過非均勻校正和圖像增強(qiáng)的原始紅外圖像。[0057] 其中，所述面源黑體201由美國EOI公司生產(chǎn)，型號(hào)為L(zhǎng)C?12/12wM/ATHERMO。[0058] 其中，所述高低溫試驗(yàn)箱205的型號(hào)為CTPS715BI，腔體內(nèi)可調(diào)溫度范圍?70℃至150℃。

[0059] 在本發(fā)明實(shí)施例中：在上述采集本底紅外圖像的操作流程：通過調(diào)節(jié)高低溫試驗(yàn)箱的控制器，設(shè)置高低溫試驗(yàn)箱205的腔體內(nèi)的溫度分別為10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃，在每個(gè)溫度點(diǎn)處保溫1小時(shí)，從而使得紅外鏡頭的工作溫度穩(wěn)定；在每種腔體內(nèi)的溫度條件下，通過調(diào)節(jié)面源黑體201的溫度控制器，分別設(shè)置面源黑體201的輻射溫度為10℃、20℃、30℃、40℃；在給定高低溫試驗(yàn)箱腔體內(nèi)溫度點(diǎn)，在每各黑體輻射溫度的組合條件下，待標(biāo)定的紅外熱像儀204通電開機(jī)1分鐘開始，每隔2分鐘采集一幅本底紅外圖像，共采集20幅。[0060] 其中，第1分鐘、第5分鐘、第9分鐘……、第37分鐘的本底紅外圖像，構(gòu)成訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫，在上述步驟3中，用于為探測(cè)器的每個(gè)像元標(biāo)定出在不同超參數(shù)條件下多項(xiàng)式的未知系數(shù)；其中，第3分鐘、第7分鐘……、第39分鐘的本底紅外圖像，構(gòu)成測(cè)試數(shù)據(jù)庫，用于測(cè)試本發(fā)明標(biāo)定方法的效果。[0061] 在本發(fā)明實(shí)施例中：構(gòu)建的多項(xiàng)式為：[0062][0063] 其中,Tlens表示紅外鏡頭的工作溫度值，TFPA表示探測(cè)器焦平面的工作溫度，D(r,c)表示探測(cè)器像元的像素值， 表示對(duì)應(yīng)探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值，(r,c)分別表示像元在焦平面上的空間位置；[0064] 其中N1、N2、N3為超參數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例中，N1取0到3范圍的整數(shù)，N2取0到3范圍的整數(shù)，N3取1到3范圍的整數(shù)。三個(gè)超參數(shù)的不同組合，可構(gòu)建出48種不同形式的多項(xiàng)式。對(duì)于N1＝0情況，表示忽略紅外鏡頭工作溫度對(duì)測(cè)溫精度的影響；N2＝0表示忽略探測(cè)器焦平面的工作溫度對(duì)測(cè)溫精度的影響。[0065] 在本發(fā)明實(shí)施例中，紅外鏡頭工作溫度的實(shí)測(cè)值通過粘貼在紅外鏡頭表面的第一溫度傳感器207讀取，探測(cè)器焦平面工作溫度的實(shí)測(cè)值通過安裝在焦平面背面的第二溫度傳感器208讀取，探測(cè)器像元的像素值從探測(cè)器輸出的紅外圖像中讀取。[0066] 參見表1，在本發(fā)明實(shí)施例中，不同超參數(shù)條件下紅外熱像儀204的第9行第5列像元的溫度測(cè)量誤差絕對(duì)值。[0067] 表1[0068][0069][0070][0071] 本發(fā)明實(shí)施例中用于測(cè)溫的多項(xiàng)式表達(dá)式可選如上48種的任何一種。優(yōu)選的，選取超參數(shù)取值N1＝1,N2＝1,N3＝2的擬合多項(xiàng)式用于待標(biāo)定紅外熱像儀104，其測(cè)溫誤差絕對(duì)值為0.056℃；優(yōu)選的，選取超參數(shù)取值N1＝2,N2＝1,N3＝2的擬合多項(xiàng)式用于待標(biāo)定紅外熱像儀104，其測(cè)溫誤差絕對(duì)值為0.070℃。[0072] 實(shí)施例二[0073] 不同于實(shí)施例一，在本發(fā)明實(shí)例中待標(biāo)定紅外熱像儀選用了探測(cè)器陣列大小為640×480、非晶硅材料的非制冷紅外焦平面探測(cè)器。

[0074] 參見圖1，本發(fā)明提出超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法流程圖。超參數(shù)多項(xiàng)式物理模型的測(cè)溫紅外熱像儀標(biāo)定方法，包括以下步驟：

[0075] 利用待標(biāo)定的紅外熱像儀，在紅外鏡頭處于不同工作溫度、探測(cè)器焦平面處于不同工作溫度、面源黑體處于不同輻射溫度的組合條件下，采集本底紅外圖像。[0076] 以紅外鏡頭的工作溫度、探測(cè)器焦平面的工作溫度、探測(cè)器像元的像素值作為三個(gè)輸入變量，以探測(cè)器像元的溫度估計(jì)值作為輸出變量，為每個(gè)像元構(gòu)建帶有超參數(shù)和未知系數(shù)的多項(xiàng)式。[0077] 以紅外鏡頭工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器焦平面工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器像元的像素值作為輸入值、以面源黑體的輻射溫度值作為輸出值，利用最小二乘方法，為探測(cè)器的每個(gè)像元標(biāo)定出在不同超參數(shù)條件下多項(xiàng)式的未知系數(shù)。[0078] 利用各像元標(biāo)定出的超參數(shù)多項(xiàng)式，以紅外鏡頭工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器焦平面工作溫度的實(shí)測(cè)值、探測(cè)器像元的像素值，估計(jì)探測(cè)器像元對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量值。[0079] 參見圖2，本發(fā)明的本底紅外圖像采集裝置的結(jié)構(gòu)圖，包括面源黑體201，待標(biāo)定的紅外熱像儀204、高低溫試驗(yàn)箱205、上位機(jī)206。在本底紅外圖像采集過程中，面源黑體201、待標(biāo)定的紅外熱像儀204、高低溫試驗(yàn)箱205三者的位置關(guān)系為：面源黑體201和待標(biāo)定的紅外熱像儀204放置于高低溫試驗(yàn)箱105內(nèi)，將待標(biāo)定的紅外熱像儀204對(duì)準(zhǔn)面源黑體201。在本底紅外圖像采集過程中，通過調(diào)節(jié)高低溫試驗(yàn)箱205的腔內(nèi)溫度并保溫1小時(shí)，改變紅外熱像儀的紅外鏡頭202的工作溫度；在本底紅外圖像采集過程中，探測(cè)器焦平面203的不同工作溫度條件，是利用紅外熱像儀204開機(jī)后焦平面的工作溫度隨時(shí)間自然變化來產(chǎn)生；在本底紅外圖像采集過程中，面源黑體201的不同輻射溫度通過調(diào)節(jié)其輻射溫度控制器來產(chǎn)生。[0080] 其中，紅外熱像儀204包括紅外鏡頭202和紅外焦平面探測(cè)器203。紅外鏡頭202的工作波長(zhǎng)為8?14μm、F數(shù)為1.0、焦距為50mm。紅外焦平面探測(cè)器的工作波長(zhǎng)為8?14μm、探測(cè)器陣列大小為640×480，非晶硅材料的非制冷長(zhǎng)波紅外焦平面探測(cè)器，NETD≤50mK。紅外熱像儀輸出14bits的未經(jīng)過非均勻校正和圖像增強(qiáng)的原始紅外圖像。[0081] 其中，所述面源黑體201由美國EOI公司生產(chǎn)，型號(hào)為L(zhǎng)C?12/12wM/ATHERMO。[0082] 其中，所述高低溫試驗(yàn)箱205的型號(hào)為CTPS715BI，腔體內(nèi)可調(diào)溫度范圍?70℃至150℃。[0083] 在本發(fā)明實(shí)施例中：在上述采集本底紅外圖像的操作流程：通過調(diào)節(jié)高低溫試驗(yàn)箱的控制器，設(shè)置高低溫試驗(yàn)箱205的腔體內(nèi)的溫度分別為10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃，在每個(gè)溫度點(diǎn)處保溫1小時(shí)，從而使得紅外鏡頭的工作溫度穩(wěn)定；在每種腔體內(nèi)的溫度條件下，通過調(diào)節(jié)面源黑體201的溫度控制器，分別設(shè)置面源黑體201的輻射溫度為10℃、20℃、30℃、40℃；在給定高低溫試驗(yàn)箱腔體內(nèi)溫度點(diǎn)，在每各黑體輻射溫度的組合條件下，測(cè)溫紅外熱像儀204通電開機(jī)1分鐘開始，每隔2分鐘采集一幅本底紅外圖像，共采集20幅。[0084] 其中，第1分鐘、第5分鐘、第9分鐘……、第37分鐘的本底紅外圖像，構(gòu)成訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫，在上述步驟3中，用于為探測(cè)器的每個(gè)像元標(biāo)定出在不同超參數(shù)條件下多項(xiàng)式的未知系數(shù)；其中，第3分鐘、第7分鐘……、第39分鐘的本底紅外圖像，構(gòu)成測(cè)試數(shù)據(jù)庫，在上述步驟4中，用于測(cè)試本發(fā)明標(biāo)定方法的效果。[0085] 在本發(fā)明實(shí)施例中：在上述步驟2中，構(gòu)建的多項(xiàng)式為[0086][0087] 其中,Tlens表示紅外鏡頭的溫度值，TFPA表示探測(cè)器焦平面的工作溫度，D(r,c)表示探測(cè)器像元的像素值， 表示探測(cè)器像元的溫度測(cè)量值，(r,c)分別表示像元在焦平面上的空間位置；[0088] 其中N1、N2、N3為超參數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例中，N1取0到3范圍的整數(shù)，N2取0到3范圍的整數(shù)，N3取1到3范圍的整數(shù)。三個(gè)超參數(shù)的不同組合，可構(gòu)建出48種不同形式的多項(xiàng)式。對(duì)于N1＝0情況，表示忽略紅外鏡頭工作溫度對(duì)測(cè)溫精度的影響；N2＝0表示忽略探測(cè)器焦平面的工作溫度對(duì)測(cè)溫精度的影響。[0089] 在本發(fā)明實(shí)施例中，紅外鏡頭工作溫度的實(shí)測(cè)值通過粘貼在紅外鏡頭表面的第一溫度傳感器207讀取，探測(cè)器焦平面工作溫度的實(shí)測(cè)值通過安裝在焦平面背面的第二溫度傳感器208讀取，探測(cè)器像元的像素值從探測(cè)器輸出的紅外圖像中讀取。[0090] 參見表2，在本發(fā)明實(shí)施例中，不同超參數(shù)條件下紅外熱像儀204的第228行第131列像元的溫度測(cè)量誤差絕對(duì)值。[0091] 本發(fā)明實(shí)施例中用于測(cè)溫的多項(xiàng)式表達(dá)式可選如上48種的任何一種。優(yōu)選的，選取超參數(shù)取值N1＝1,N2＝1,N3＝2的擬合多項(xiàng)式用于待標(biāo)定紅外熱像儀104，其測(cè)溫誤差絕對(duì)值為0.115℃；優(yōu)選的，選取超參數(shù)取值N1＝2,N2＝1,N3＝2的擬合多項(xiàng)式用于待標(biāo)定紅外熱像儀104，其測(cè)溫誤差絕對(duì)值為0.113℃。[0092] 表2[0093][0094][0095][0096] 對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)于這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說是顯而易見的。本發(fā)明將不會(huì)被限制與本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。

[0097] 上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化，這些變化涉及本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的相關(guān)技術(shù)，這些都落入本發(fā)明專利的保護(hù)范圍。[0098] 不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于特定的實(shí)施方式，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。