基于場景的紅外焦平面陣列非均勻性校正研究.pdf

1、紅外焦平面陣列(IRFPA)是現(xiàn)代紅外成像系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。由于材料和制造技術(shù)、光學(xué)系統(tǒng)以及外部環(huán)境的變化等都會使探測單元存在著非均勻性。非均勻性的存在極大地限制了成像系統(tǒng)的性能，在非均勻性嚴(yán)重的情況下器件將失去探測能力，更不用說提取圖像信號的特征，對圖像信號進(jìn)行處理了。紅外器件的成品率低，造價很高，通過校正來減小非均勻性，提高成像質(zhì)量，具有很高的經(jīng)濟(jì)價值，因此必須對RFPA器件的非均勻性進(jìn)行校正。 論文首先分析了紅外焦平面陣列非

2、均勻性的原因，總結(jié)了目前的紅外焦平面陣列非均勻性校正算法：基于參考源的非均勻性校正算法(定標(biāo)法)和基于場景的非均勻性校正算法。詳細(xì)分析了每種算法的思想、方法、優(yōu)缺點，重點討論了基于場景的非均勻性校J下方法。定標(biāo)法要求在特定的溫度下，由黑體產(chǎn)生均勻輻射背景，對指定焦平面器件進(jìn)行參數(shù)的提取，按一定的算法得出該探測器的校正參數(shù)，對探測器輸出進(jìn)行校正。定標(biāo)校正法技術(shù)成熟、硬件實現(xiàn)容易、校正效果明顯、圖像較為均勻，缺點是校正時，需要定標(biāo)。基于場景

3、的非均勻性校正算法有：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、時域高通濾波法、恒定統(tǒng)計法、代數(shù)校正算法、Kalman濾波法等。這類算法由于能夠隨著IRFPA非均勻性的變化自適應(yīng)地對圖像進(jìn)行校正，因此成為非均勻性研究的熱點。 由于基于場景的校正方法需要很快的運(yùn)算速度，而FPGA具有并行的特點，具有很快的速度，它的產(chǎn)生帶來了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的大變革。使用FPGA來進(jìn)行非均勻性校正具有很大的優(yōu)勢。論文介紹了FPGA的產(chǎn)生與特點、FPGA的開發(fā)過程，分析了用FPGA進(jìn)