紅外成像系統(tǒng)實時非均勻校正算法研究.pdf

1、隨著器件結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝水平的提高，紅外焦平面探測器生產(chǎn)工藝日益成熟。紅外焦平面探測器朝著大規(guī)模陣元、小像元尺寸和高探測靈敏度快速發(fā)展，紅外成像產(chǎn)品也在軍事和民用等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。而凝視型紅外成像系統(tǒng)中圖像非均勻噪聲嚴重影響了系統(tǒng)成像質(zhì)量，是紅外成像技術(shù)研究的關(guān)鍵內(nèi)容。目前，紅外圖像非均勻校正方法大致可分為基于參考源定標與基于場景的校正方法兩類，且兩種方法各有優(yōu)劣。本論文使用基于 FPGA的制冷型紅外成像系統(tǒng)實現(xiàn)實時圖像采集和處理

2、，對基于參考源定標和時域高通濾波的非均勻校正算法進行了深入研究。主要工作有：
　　本論文針對紅外成像系統(tǒng)成像原理，建立了焦平面探測器上單個陣元響應(yīng)模型，定性分析了入射輻射度與探測元響應(yīng)關(guān)系。依據(jù)黑體輻射定律分析了溫度與紅外輻射強度關(guān)系。結(jié)合實際紅外系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對入射輻射通量與系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)自身輻射關(guān)系進行了研究。
　　本論文為定量測量各非均勻引人因素對焦平面陣列輸出響應(yīng)影響，通過實驗的方法對紅外探測器歸一化響應(yīng)曲線進行標定。分析

3、了目標溫度、環(huán)境溫度變化和系統(tǒng)工作狀態(tài)變化對探測器輸出響應(yīng)的影響。
　　本論文根據(jù)基于參考源定標的方法，提出了基于環(huán)境溫度補償和基于最小二乘法自適應(yīng)系數(shù)校正方法，實現(xiàn)對環(huán)境溫度和“溫漂”引入的非均勻噪聲進行校正。
　　本論文研究了基于時域高通濾波的非均勻校正法，提出并實現(xiàn)了一種實時場景分析的時域高通濾波算法。通過該算法對原始圖像進行圖像復(fù)雜度分析和空域低通濾波，對數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進行選擇與修正，能較好消除時域高通濾波算法中常出現(xiàn)