红外焦平面探测器的非均匀性校正与算法实现

与红外单元器件系统相比,焦平面面阵探测器的一个最大的缺点是其固有的非均匀性,它极大地限制了凝视红外系统的探测性能。实用化、实时的非均匀性校正是红外焦平面器件应用的一个关键技术。文章首先介绍了探测器的非均匀性的成因,然后对被普遍采用的多种非均匀性校正方法进行了讨论,最后分别利用DSP和FPGA实现焦现面探测器的两点校正算法。     

基于FPGA的红外图像实时非均匀性校正

红外焦平面阵列是当今红外成像技术发展的主要方向,它灵敏度高,探测能力强,但也有其非均匀性较差的缺点。非均匀性校正技术对于红外焦平面阵列的应用起着关键的作用,两点校正算法作为一种实用、高效的校正算法被广泛的应用,它流程简单固定,非常适合用FPGA实现。文章介绍了利用FPGA硬件实现焦平面探测器非均匀性的两点校正算法,并对非均匀性漂移的现象采取了实时修正,部分弥补了两点校正算法的不足,达到了预期效果,满足系统要求。     

红外焦平面非均匀性校正算法研究与实现

红外焦平面阵列的非均匀性噪声是制约红外成像质量的主要因素。非均匀性校正是红外焦平面器件应用的一个关键技术,虽然现在已经提出多种基于场景的非均匀性校正方法,但是两点校正法因其实时性好,具有实用价值。文中讨论了两点校正法,并分别提出了利用查找表法和用CPLD实现焦平面探测器非均匀性校正的方案。     

红外焦平面探测器辐射非均匀性校正方法

大面阵红外焦平面探测器的应用日趋广泛,而面阵的不断增大会导致很多不可避免的成像误差,对最终成像效果有较大影响,有必要对其进行校正。在红外焦平面探测器输出信号参数的测试中,针对圆形冷屏限制的红外焦平面分析比较了两种辐射非均匀性校正方法,一种方法为建立光敏元立体角的数学模型,用SolidWorks和MATLAB等软件求出这些立体角从而得到校正因子;另一种方法为从光敏元的视场角ω′出发,按辐射光照度以cos4ω′衰减的规律进行校正。以320×320红外焦平面探测器为例,从面阵中选取均匀性较好的若干行作为样本,对其测试数据进行校正。分析表明,两种方法校正后的曲线较为平直,但第二种方法的校正效果比较理想,可见视场角校正法对数据的非均匀性有较大改善。因此,为了真实地反映探测器的非均匀性,需要对像元辐射通量进行校正。     

弱目标检测系统中红外焦平面阵列非均匀性校正算法的研究

提出了一种在弱目标检测系统中,线列或面阵红外焦平面的非均匀校正算法-基于可变积分时间和均衡噪声的两点现场校正算法.该算法充分结合了基于标定的校正算法和基于景象的校正算法的优点,考虑了焦平面阵列在不同积分时间下暗电流的变化、有效地均衡了各探测单元的噪声影响,使目标的信噪比达到了最佳效果.实验结果表明该方法在校正性能和对弱目标的提取能力上要明显优于两点校正算法.     

利用CPLD实现红外焦平面阵列实时非均匀性校正

红外焦平面阵列响应的非均匀性严重限制了红外系统的成像质量,必须在使用时对其进行非均匀性校正.以两点校正方法为例,利用CPLD的高速性和灵活的可编程性,对红外焦平面阵列进行实时非均匀性校正.实验结果表明利用CPLD实现的红外焦平面阵列的非均匀性校正方法简单、效果理想.     

基于两点的红外图像非均匀性校正算法应用

红外焦平面探测器像元响应存在非均匀性,工程应用中需采用相应的非均匀性校正技术。虽然基于场景的非均匀性校正算法很多,但两点校正算法仍是最为成熟和最容易实现的算法之一。介绍了两点非均匀性校正算法,并对1×128线列红外探测成像系统基于FPGA和DSP平台,进行了工程实现及应用,效果良好。     

基于DSP的红外焦平面阵列非均匀性校正技术

红外焦平面成像系统是红外成像技术发展的趋势，焦平面阵列的非均匀性校正技术是一项正在探索的关键技术。在分析了红外成像系统非均匀性的产生机理及表现特征的基础上，介绍了红外焦平面阵列非均匀性校正的基本方法；基于TMS320C62x DSP为核心的系统硬件平台，采用两点多段的方法，完成了红外图像非均匀性的实时校正；最后给出了实验结果，验证了本系统能够满足红外焦平面成像系统的要求，具有实时性好、实用性强的特点。     

基于FPGA的IRFPA非均匀性自适应校正算法实时实现

红外焦平面阵列(IRFPA)的非均匀性校正(NUC)是红外图像处理系统中的重要环节.在研究了基于神经网络的NUC算法的基础上,提出了一种采用FPGA基于神经网络的非均匀性自适应校正算法实时实现硬件方法,该方法利用流水线技术和并行处理结构,大大提高了系统的运算速度,特别适用于大面阵、高帧频红外焦平面成像系统;而且系统仅利用了一片FPGA,体积小,功耗低,便于系统的小型化.     

面列阵焦平面探测器的多点定标非均匀性校正算法及其实现

面列阵焦平面探测器的非均匀性校正技术是国内外正在探索中的一项关键技术。文章首先介绍了探测器非均匀性产生的原因及现在被普遍采用的非均匀性校正方法；重点讨论了两点、多点温度标法的算法推导及其软硬件实现方法。     

非制冷红外图像非均匀性校正在FPGA上的实现

红外焦平面阵列（IRFPA）的非均匀性是影响红外系统成像质量的关键性因素,在此提出了一种非制冷红外图像的非均匀性校正及其在FPGA上的实现方法,通过对非制冷红外图像盲元及非均匀校正方法分析,提出了二点加一点定标校正方法,并利用FPGA实现红外图像非均匀校正的实时处理,获得了较好的实验结果。利用二点加一点定标校正方法,可以改善红外图像非均匀性校正效果,用在FPGA上实现非均匀性校正可以实现红外图像的实时处理,便于集成和移植。     

基于FPGA的红外图像非均匀性校正技术

提出一种以内嵌软核的FPGA为核心的红外图像非均匀性校正系统,该系统能实现红外焦平面的实时非均匀性校正以及疵点补偿.其主要优点有:用FPGA实现乘加运算,速度非常快,能很好地解决实时处理问题;降低了硬件电路设计的难度,使得非均匀性校正与疵点补偿的整个系统中各个功能之间的配合更简单化.     

红外焦平面探测器的非均匀性与校准方法研究

红外焦平面成像系统是红外成像技术发展的趋势,文中研究了红外焦平面探测器本身参数的非均匀性和对焦平面红外成像系统中探测器非均匀性的校准机理,并介绍焦平面成像信息处理系统实现的基本技术路线。     

红外图像的非均匀性及其仿真

分析了红外成像系统非均匀性产生原因、特点，总结均匀性校正方法，提出非均匀性描述及仿真方法。     

基于DSP＋FPGA技术的两点法非均匀校正模块设计

对两点非均匀算法进行了分析，并推导出了其公式的定点形式。利用DSP FPGA结构在硬件上实现了该算法。DSP负责浮点转定点运算；FPGA则实现非均匀校正公式定点形式的运算，其内部采用流水线技术，速度最高可达80MHz处理一个像素。该模块是在Altera公司的APEXII系列的FPGA上实现的，并且在运动目标红外凝视探测识别跟踪处理器上获得成功运用。     

基于FPGA的红外焦平面实时图像处理系统

针对红外焦平面阵列(IRFPA)实时图像处理系统中的重要环节——IRFPA的非均匀性校正和红外图像的增强，提出了以FPGA为核心的红外焦平面成像实时处理系统。该系统能够实时完成校正系数的计算、IRFPA非均匀性校正、红外图像的增强及视频合成等功能。在FPGA中采用了并行处理结构和流水线技术，使系统的处理速度高达50M×12 bit/s，特别适用于大面阵、高帧频IRFPA实时图像处理。仅用一片FPGA完成所有的处理功能，使整个系统结构简单、体积小、功耗小，便于小型化。     

一种自适应红外图像非均匀性校正方法及其FPGA实现

介绍了一种自适应红外图像非均匀性校正方法及其FPGA实现.该方法能够实时计算校正系数,并能够保证校正质量.首先利用两点定标校正法获得初始校正系数,然后根据焦平面阵列元的响应特性实时修正校正系数,并通过在系数修正过程中加入修正判断,很大程度地改善了传统校正过程中的逐渐模糊和鬼影的不足.最后在FPGA硬件平台上实现了该方法...     

红外探测器非均匀性校正系统研制

分析了红外焦平面阵列（IRFPA）基于定标的非均匀性校正算法和基于场景的非均匀性校正算法的优势和不足。针对红外焦平面阵列二元非线性的非均匀性理论模型这一特点,提出了一种基于S曲线拟合的校正算法。利用FLIR公司的长波非制冷红外探测器进行信号采集,建立了焦平面探测元的响应模型。描述了基于FLIR长波非制冷红外探测器在FPGA平台的处理流程,并实现了S曲线校正算法,提高了红外图像的质量。实验表明,经过S曲线拟合校正处理,减弱了红外图像的条纹噪声,使IRFPA组件的非均匀性从6.45%降低至2.06%。     

星载红外成像系统IRFPA非均匀性在轨定标与实时校正

针对星载红外成像系统在轨定标等特殊环境条件的应用要求,研制了一种基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的红外焦平面阵列(Infrared Focal Plane Array,IRFPA)非均匀性在线定标与实时校正芯片系统.由于对输入信号进行了标准化设计,该系统可用于各类红外成像系统的IRFPA非均匀性在线定标与实时校正处理.这种系统在时钟信号的驱动下以流水线方式运行,在对非均匀红外图像进行实时校正的同时,能够在线获取定标图像并能对存储器中的校正系数进行在线更新.该系统具有体积小、运算速度快、稳定可靠以及易于升级等优点,为星载红外成像系统IRFPA非均匀性的在轨定标开辟了一条有效的技术途径.