紅外成像系統(tǒng)實(shí)時(shí)非均勻校正算法研究.pdf

1、隨著器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝水平的提高，紅外焦平面探測(cè)器生產(chǎn)工藝日益成熟。紅外焦平面探測(cè)器朝著大規(guī)模陣元、小像元尺寸和高探測(cè)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(yán)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(biāo)與基于場(chǎng)景的校正方法兩類(lèi)，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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖像采集和處理

2、，對(duì)基于參考源定標(biāo)和時(shí)域高通濾波的非均勻校正算法進(jìn)行了深入研究。主要工作有：
　　本論文針對(duì)紅外成像系統(tǒng)成像原理，建立了焦平面探測(cè)器上單個(gè)陣元響應(yīng)模型，定性分析了入射輻射度與探測(cè)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(qiáng)度關(guān)系。結(jié)合實(shí)際紅外系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)入射輻射通量與系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)自身輻射關(guān)系進(jìn)行了研究。
　　本論文為定量測(cè)量各非均勻引人因素對(duì)焦平面陣列輸出響應(yīng)影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)紅外探測(cè)器歸一化響應(yīng)曲線(xiàn)進(jìn)行標(biāo)定。分析

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