基于SoC的IRFPA非均勻性校正研究.pdf

1、紅外焦平面陣列（Infrared Focal Plane Arrays，簡(jiǎn)稱(chēng)IRFPA）是當(dāng)今較先進(jìn)的一類(lèi)紅外探測(cè)器，是紅外成像系統(tǒng)的核心部件，其兼具輻射敏感和信號(hào)處理功能。由其構(gòu)成的各種紅外熱成像系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于軍事和民用的許多方面。但由于制作材料、生產(chǎn)工藝和使用環(huán)境等因素的影響，造成了紅外焦平面陣列的非均勻性。非均勻性的存在，極大地限制了成像系統(tǒng)性能，因此必須對(duì)紅外焦平面陣列的非均勻性進(jìn)行校正。
　　 本文首先對(duì)現(xiàn)有的幾

2、種IRFPA非均勻性校正方法進(jìn)行了詳細(xì)的探討和對(duì)比。定標(biāo)校正簡(jiǎn)單易行，但隨著使用環(huán)境的變化需要重新定標(biāo)。而基于場(chǎng)景的非均勻性校正方法具有無(wú)需參考輻射源、無(wú)需參數(shù)重新定標(biāo)、具有自適應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)階段研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。本文重點(diǎn)研究了基于場(chǎng)景的非均勻性校正算法中的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，針對(duì)經(jīng)典BP校正算法參數(shù)難以選取的缺點(diǎn)，選用了一種改進(jìn)型的BP校正算法--歸一化BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法作為系統(tǒng)的校正算法。
　　 在算法的硬件實(shí)現(xiàn)上，采

3、用基于FPGA的SOPC技術(shù)。FPGA是近年來(lái)興起的可編程邏輯器件，它具有運(yùn)算速度快、靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此用FPGA來(lái)進(jìn)行非均勻性校正具有很大的優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)采用Altera公司的StratixⅡ EP2S60 DSP Development Board作為硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用基于NiosⅡ的SOPC技術(shù)在開(kāi)發(fā)平臺(tái)上搭建了一個(gè)非均勻性校正的片上系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了歸一化的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)校正算法仿真研究。討論了不同的校正參數(shù)對(duì)校正結(jié)果的影響，達(dá)到了預(yù)期