紅外圖像非均勻性實時校正算法設計與實現(xiàn).pdf

1、非制冷長波紅外焦平面陣列探測器具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定可靠、探測靈敏度高、噪聲等效溫差小等優(yōu)點，是紅外成像探測技術的重要發(fā)展方向，預期將在未來的國民經(jīng)濟和國防安全等多個領域發(fā)揮重要的作用。
　　 在非制冷長波紅外探測器成像過程中，存在較強的圖像非均勻性、一定數(shù)量的盲元，同時圖像的對比度較差，這些成像缺陷對成像質(zhì)量產(chǎn)生了嚴重的影響，限制了非制冷長波紅外探測器的應用范圍。本論文主要研究非晶硅非制冷長波紅外焦平面陣列圖像的非均勻校正、盲

2、元補償和對比度增強技術，并基于FPGA 對相關算法進行硬件實現(xiàn)。本論文的設計方案是首先對獲取的圖像進行盲元檢測，然后采用帶動態(tài)漂移校正的兩點法來完成非均勻校正并同時進行盲元插值，最后采用三段線性拉伸法來完成對比度增強。為了高效穩(wěn)定地實現(xiàn)上述算法，本論文采用FPGA 對上述算法進行硬件電路實現(xiàn)。在紅外圖像的非均勻性實時校正的硬件實現(xiàn)過程中，合理高效的流水設計是保證系統(tǒng)實時性的關鍵技術。本文在實時處理中的流水級主要包括數(shù)據(jù)加載級，非均勻校正

3、級和對比度增強級。此外，本論文還通過適當?shù)靥幚韺Ρ榷仍鰪妳?shù)，大大地減少了系統(tǒng)對存儲空間的消耗，同時保證紅外圖像非均勻校正系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，從而顯著地降低系統(tǒng)的功耗，減小整機體積，提高系統(tǒng)的繼航能力和使用靈活性。
　　 通過實測數(shù)據(jù)和ModelSim等軟件的電路仿真，本文對設計的系統(tǒng)進行了驗證和測試。實驗結(jié)果證明，系統(tǒng)采用的算法簡單、有效，能夠適應較寬的目標和工作環(huán)境溫度范圍；而基于FGPA的硬件實現(xiàn)技術，則具有高性能、高計算精