红外焦平面阵列非线性响应的分析和计算

分析了导致红外焦平面阵列响应非线性的各种因素;并以HgCdTe红外焦平面阵列为例,以量子效率与入射光子波长的相关性为基础,计算了在准理想条件下探测器响应的非线性量;结合非均匀性校正,计算了在给定区间定标后的非线性大小;还对实际应用中一例非线性响应所导致的焦平面阵列的非均匀性剩余误差进行了解释。     

基于高性能DSP的红外焦平面阵列非均匀性实时校正

基于离散小波变换(DWT)理论,提出了一种基于场景的红外焦平面阵列(IRFPA)非均匀性实时校正算法;针对算法所涉及的运算量和数据量庞大的特点,设计了实时非均匀性校正的红外图像处理系统,系统是以高性能DSP(TMS320C6713)为核心器件,采用DSP不同的传输通道并行传输数据,并充分利用DSP硬件的并行性和流水线操作进行非均匀性校正;以真实的红外图像序列为例,进行了非均匀性校正的仿真实验,结果表明,基于高性能DSP的非均匀性实时校正系统完全可以达到实时校正的要求,所用算法对慢变化量具有较好的自适应性。     

一种考虑红外焦平面器件非线性响应的非均匀性校正方法

针对红外焦平面阵列探测元响应具有非线性特征,提出了一种易于硬件电路实现的、考虑探测元响应非线性的非均匀性校正方法．通过理论分析和仿真实验,结果表明该方法校正参数少,易于硬件实现并且校正性能优于多点校正法和基于多项式拟合的校正方法．     

红外焦平面阵列非线性响应仿真

通过对红外焦平面阵列非均匀性产生原因的分析和总结,考虑了红外焦平面阵列各探测元问的空间相关性,在空间无关的红外焦平面阵列非线性响应模型的基础上,建立了基于空间相关性的红外焦平面阵列响应模型.用以线性响应模型为基础的非均匀性两点校正法对仿真结果进行了初步验证,仿真结果表明:校正以后非均匀性明显下降,但仍剩余的非均匀性与红外焦平面阵列的理想化响应模型以及基于各探测元问是互相独立不相关假设下的非线性响应模型相比,基于空间相关性的红外焦平面阵列非线性响应模型更为科学、客观,也更接近真实的红外焦平面探测器成像.     

红外探测系统的非均匀性校正算法研究

多元红外探测器件对于相同入射辐照度的响应不一致,表现为输出图像的非均匀性。本文建立了多元探测器的非均匀性模型,总结了用于消除红外探测系统非均匀性的多种算法,介绍了它们的原理,并分析了它们的优缺点。     

考虑红外焦平面器件非线性响应的一种非均匀性校正方法

针对红外焦平面阵列的非线性响应特性,提出了一种考虑非线性响应的“曲线—直线”校正方法,并给出了校正的计算公式.仿真实验结果说明此方法具有精度高,计算量小的优点,需要存储的参数少,易于硬件实现.     

红外焦平面探测器测试数据的校正

针对红外焦平面探测器现有测试方法的不足,讨论了像元辐射通量的校正方法,推导的校正公式具有相当高的精度,适用于不同规格的圆形冷屏探测器.介绍了凝视红外焦平面探测器测试数据的校正研究,对Sofradir中波320×256探测器的输出信号数据进行了校正,并对校正结果进行了讨论.校正因子与真实解(数值解)十分接近,66个数据的平均相对误差为0.04%.校正后的曲线十分平直,信号的非均匀性有较大改善,由校正前的3.27%下降到1.33%,响应信号的平均值有所提高.为了真实地反映探测器的性能参数,特别是非均匀性,需要对像元辐射通量进行校正.     

红外焦平面阵列剩余非均匀性的计算

从理论、计算方法和计算结果等方面分析了已有的三种剩余非均匀性(即剩余误差)计算方法的不足,根据探测器非线性响应原理,提出了一种新的方法。以实验数据对有关方法进行了验证,结果表明新的方法更为简单且更符合实际。与以前理论比较,推导出了近似公式。     

红外焦平面阵列二元非线性的非均匀性理论模型

 非均匀性校正是红外焦平面阵列成像质量提高的关键,在现有一元线性理论模型局限下,红外焦平面阵列成像非均匀性校正难以获得校正精度的提高.本文通过红外焦平面阵列探测器成像机理及其成像过程理论分析,推导了影响探测器响应及其非均匀性的主要因素,首次建立了红外焦平面阵列二元非线性的非均匀性理论模型,通过实验测试及其统计分析验证了理论模型.该模型能在较宽红外辐射和环境温度范围内准确预测红外焦平面阵列响应曲线及其非均匀性,比原一元线性理论模型更全面准确地描述了红外成像非均匀性影响因素及探测器响应关系.     

红外焦平面阵列响应度非均匀性的校正算法

本文分析了红外焦平面阵列探测器的响应度非均匀性对成像系统灵敏度的影响和单个探测单元的积分时间响应非线性对成像质量的影响。提出了一种基于场景的运动扫描平均值校正与积分时间校正相结合的红外焦平面阵列响应度非均匀性的校正算法。从而使得系统不仅能够得到均匀性良好的响应度,而且还能使响应度不会受到积分时间改变的影响,进一步扩展了红外焦平面探测器的实际应用范围。     

红外焦平面阵列器件非均匀性分析

红外焦平面阵列固有的非均匀性严重地制约着其成像系统的成像质量,必须对其进行补偿校正。在深入地研究了非均匀性的各种来源及其表现形式的基础上,论述了校正原理,并提出了一种普遍适用的测量方法。     

红外焦平面阵列非均匀性仿真技术研究

红外焦平面阵列非均匀性的建模和仿真,是红外成像系统仿真中很关键的一部分.根据红外焦平面阵列非均匀性产生的原因和特点,建立了基于空间相关性的探测器响应模型,较基于各探测元间是独立不相关假设下的响应模型更为科学客观.     

红外焦平面阵列基于黑体的非均匀性校正方法中的限制因素

以基本的红外辐射理论为依据,阐述了红外焦平面阵列非均匀性校正的物理原理,首次综合性地论述了标定类方法所存在的三个基本限制因素,并重点给出了红外焦平面阵列响应漂移的实验结果.     

IMM算法在红外焦平面阵列非均匀性校正中的应用

以连续图像序列作为观测数据时,卡尔曼滤波法校正焦平面阵列非均匀性的效果取决于状态模型中漂移系数的选取。针对这一问题,提出应用交互多模(IMM)算法,建立两个状态模型拟合响应参数不存在漂移和漂移剧烈的极限情况,融合估计探测单元的响应参数。实验结果表明IMM算法对非均匀性具有较好的校正作用,且对响应参数的初始状态及漂移系数的选取具有较好的稳健性。     

基于FPGA实现的IRFPA探测器驱动电路的设计

介绍了IRFPA(infrared focal plane arrays)探测器驱动电路的系统组成及工作原理,设计采用单片FPGA芯片实现探测器控制及红外图像的预处理,减小了整个系统的设计尺寸,提高了设计的集成度。详细介绍了核心器件FPGA的算法实现,给出了关键模块的设计方法、流程。通过应用于640×512红外焦平面阵列探测器,验证了方法的可性能,成像效果清晰、对比度高,满足后期图像处理的要求。     

基于PCIE的红外焦平面探测器测试系统

介绍了一套自制高效的红外焦平面器件性能参数测试系统,建立了包括控制模块、辐射源、UFPA模块、信号采集模块和上位机程序在内的测试平台,分析了该系统平台的关键技术.系统可实现实时的数据采集,同时对RMS噪声、非均匀性、响应率、探测率、噪声等效功率和噪声等效温差等关键参数进行快速有效的计算分析,并能准确统计出盲元的数量和位置,分析、评估和存储器件每个像元的性能参数.     

InGaAs红外焦平面

本文概括了国内外InGaAs红外焦平面的研究现状、发展趋势和基本性质。介绍了几种InGaAs红外焦平面的结构和工作原理,及其在军用、民用和空间遥感领域的应用前景。对InGaAs焦平面的研究和开发将具有非常重要的意义。     

基于环境温度的红外焦平面阵列非均匀性校正

分析了环境变化对红外焦平面阵列信号输出的影响,提出了一种基于环境温度和目标温度的非均匀性校正算法.利用UL01011凝视型红外探测器进行信号采集,根据最小二乘原理建立了焦平面探测单元的指数响应模型.最后,利用该模型进行非均匀性校正.实验表明,算法能在较宽的环境温度范围,准确预测焦平面探测单元的响应,有效提高了非均匀性校正的精度.     

基于漂移补偿的IRFPA非均匀性校正改进算法研究

由于红外焦平面阵列（IRFPA）探测单元的响应特性随环境变化而缓慢漂移,严重影响IRFPA定标类算法的校正精度,为此提出基于漂移补偿的IRFPA非均匀性校正改进算法。该算法利用探测单元响应特性漂移规律对定标类校正系数进行补偿,以适应环境温度的变化,进而有效校正IRFPA的非均匀性。实验结果表明：该算法校正后的IRFPA非均匀性从0．18591降到0．046725,有效提高了红外系统的成像质量和环境适应性能。