基于DSP实时红外图像的非均匀性校正

根据实时图像处理的基本要求,对红外图像的非均匀性校正进行了深入的研究,分析了两点校正的原理,介绍了实现的方法,并结合DSP硬件具有强大的运算能力及灵活的可编程性的特点,设计了红外图像的非均匀性实时校正系统的构成,描述了校正方法的实现过程用像元数为120×160的红外焦平面阵列进行了图像非均匀性实时校正实验,并对校正前后的图像进行了对比,实验结果达到了预期目的.     

一种新型红外焦平面阵列非均匀校正算法

针对现有红外热像产品多采用一点+两点的校正方式,存在增加结构复杂度和整机功耗的问题,开发研究一种新型的红外焦平面阵列非均匀性的校正方法.介绍非均匀性的3种定义,给出非均匀校正的常用方法,在以ULIS0304为试验件的基础上详细论述红外焦平面阵列非均匀性的校正方法,并比较各温度校正前后直方图.结果表明:校正后图像矩阵的非均匀性基本为0,算法有效.     

基于景物的凝视红外焦平面阵列非均匀性校正

在高灵敏度和快帧速方面,凝视红外探测器阵列为高级红外系统提供了极大的潜力。由于探测器和出电路的非均匀性,所有的阵列均需要光学校准和输出信号校正。若像元输出是精确线性的时间稳定的,可以一次性地校正像元的非均匀性、然而,系统的不稳定、像元的非均匀性以及１／ｆ噪声,要求连续地再校准。比如,在不迩链中插入黑体源。一种更为优良和有效的方法是基于被观察景物辐射水平的这时再校准。     

红外超光谱成像仪电路的设计与仿真

提出了一种基于HgCdTe短波红外焦平面阵列的红外成像电路设计方案.该系统的逻辑电路以FPGA芯片为核心,采用VHDL硬件描述语言自顶向下设计了时序逻辑,采用多点校正算法对输出的图像进行了非均匀性校正.最后与采用一般两点法校正的图像进行了对比,设计结果达到了预期目的.     

双色线列红外探测器非均匀性校正的数字化设计

文中介绍了双色线列红外探测器非均匀性校正的数字系统设计.针对双色线列红外探测器的特点,采取软硬件相结合的方法,来实现提高系统处理速率的目的.     

基于ADSP2106X SHARC(R)数字信号处理器的红外成像电路设计

介绍了一个红外成像电路。该电路设计以Analog Devices的ADSP2106XSHARC~(R)数字信号处理器为核心,借助其高达40MIPS指令速度和120MFLOPS运算速度,使用软件实时地完成了红外成像电路的大部分数字处理功能,诸如:自动增益控制,图像背景自动调整,系统非均匀性校正系数的自动获取,逐个像素的系统非均匀性校正,红外图像预处理等等。同时,ADSP2106X SHARC~(R)数字信号处理器内置多达4Mbit的静态存储器(SRAM)完全满足了系统需求,省却了外部的存储器,大大缩小了电路的体积。     

基于ADSP2106X SHARC数字信号处理器的红外成像电路设计

介绍了一个红外成像电路。该电路设计以Analog Devices的ADSP2106X SHARC的数字信号处理器为核心，借助其高达40MIPS指令速度和120MFLOPS运算速度，使用软件实时完成了红外成像电路的大部分数字处理功能，诸如：自动增益控制，图像背景自动调整，系统非均匀性校正系数的自动获取，逐个像素的系统非均匀性校正，红外图像预处理等等。同时，ADSP2106X SHARC数字信号处理器内置多达4Mbit的静态存储器（SRAM）完全满足了系统需求，省却了外部的存储器，大大缩小了电路的体积。     

基于时域统计的非均匀校正算法

提出从输入辐射和输出响应的概率密度函数角度分析红外焦平面阵列非均匀性问题,并以此建立基于时域统计特性的自适应非均匀校正算法。增益和偏移系数的漂移被看作是离散的缓慢变化的非平稳随机过程。反映输出响应概率密度函数特性的时域直方图被用来计算探测元的增益和偏移系数;自回归模型被用来对未来的增益和偏移系数进行预测。与直接存储图像数据相比,采用时域直方图存储图像的统计信息可以节约大量的存储空间,而且获得时域直方图的方法也非常简单。把算法设计成流水线结构,便可以实现实时的自动漂移补偿的红外热成像系统。真实的红外实验数据说明该算法有显著的非均匀校正效果。     

制冷焦平面高动态范围热成像非均匀校正系数与积分时间的关系

变积分时间是实现高动态范围（HDR）热成像的最有效手段,但积分时间的变化会使得系统的残留非均匀性噪声也发生变化。从红外系统响应模型出发,推导了两点非均匀校正（NUC）法的增益和偏置校正参数与积分时间的关系,结果表明：增益校正参数与积分时间无关,只有偏置校正参数与积分时间有关;并通过实际热成像系统的测试对比实验,证明了上述结论的正确性。研究结果为变积分时间的HDR热成像系统的NUC提供了合理、可行的校正依据,可极大的简化变积分时间的HDR热成像系统NUC处理过程。     

应用常值统计约束的非均匀性校正——模拟与数字实现

现时的红外焦平面阵列(IRFPA)受限于各敏感元件差异校正后的不稳定性。一般,片外数字校正用于校正这类探测器阵列的非均匀性,启动时用专门的校准图像去校正系统。这种一次性校正程序来考虑其它的工作点,且不能对参数漂移作再校正。利用神经生物学的启示,我们发展了一种用于IRFPA非均匀性校正的常值统计约束(CS)算法。对被观察景物作些简单的假设,即可对增益与偏置成功地实现校正。我们给出了利用数字实现的一维与二维校正结果,同时表明在收敛速度和计算复杂性方面,常值统计约束算法优于由Scribner发展的基于LMS(最小均方)的非均匀性校正。最后,我们评论了模拟电路的结果,它是用2μm CMOS技术设计与制造的。测试我们的试验芯片表明,对输入信号的增益与偏置变化,系统实现了不变性。此硬件的目标是最后应用于焦平面上或其后的硬件实现中。     

科学级CCD相机像元不一致特性及其校正研究

科学级 CCD相机是目前微光图像增强及其光电转换的重要器件。本文从图像转换质量的角度 ,以科学级 CCD相机为对象 ,研究了面阵 CCD像元特性不一致性的性质及其校正方法 ,揭示了这种不一致性是造成图像降质的重要原因 ,采用本文提出的 CCD像元校正方法是获取高质量图像的重要途径     

256×256元MOS电阻阵驱动方法研究

基于MOS电阻阵的红外场景模拟器是半实物仿真系统中的关键设备。介绍了256×256元MOS电阻阵的结构和工作原理,研究了其驱动方法,详细介绍了驱动系统中图像数据传输电路和驱动控制逻辑电路的设计。驱动系统与电阻阵的联合实测结果表明：驱动系统的图像刷新频率达231．4帧／秒,单元像素灰度分辨率为16bit。经实际使用,该驱动方法完全满足红外成像制导武器测试和半实物仿真的使用需求。     

基于MEMS VOA阵列的红外场景生成器

针对动态半实物仿真系统的需求,提出了一种新颖的基于微机电系统(MEMS)技术的红外场景生成器。研究了可变光衰减器(VOA)阵列组成红外场景生成器的工作原理和器件结构,提出了新型串联双向折叠梁结构和阵列布局方案,为实现大规模阵列的红外场景生成器奠定基础。     

子母弹燃气囊抛撒模型及其计算

子母弹燃气囊子弹抛撒系统是一种具有广泛应用前景的抛撒技术 ,它包括了抛撒药燃烧、燃气囊充气和各子弹运动的变化过程 .本文描述了子母弹燃气囊子弹的抛撒过程 ,建立了子弹抛撒过程的数理模型 ,并给出了地面模拟试验和计算机数值计算结果 .     

基于Chebyshev插值算法的实时鱼眼图像校正

针对鱼眼镜头由于视场大而导致畸变的问题,对其拍摄的视频图像进行畸变校正。采用 Chebyshev 插值算法,将鱼眼镜头的非线性校正函数转换为多项式校正函数,采用流水线法快速计算多项式校正函数,并通过实例进行实验验证。结果表明：该方法能实现FPGA(field programmable gate array)平台上的实时鱼眼校正,其效果明显,实时性强。     

机载相控阵雷达多分辨率成像研究

根据对相控阵天线孔径色散效应分析,设计了机载合成孔径雷达( SAR)试验系统在不同分辨率下的信号波形。针对多普勒波束锐化( DBS)模式不进行越距离单元走动校正(MTRC)和回波2次相位匹配的缺点,采用MTRC补偿和2次相位匹配滤波的方法提高了DBS的分辨率;针对斜视SAR距离走动大和距离弯曲小的特点,采用时域校距离走动、频域校距离弯曲的成像方法,并对其3次相位进行修正,有效扩大了方位聚焦深度。初步试飞结果验证了系统设计和处理方法的合理性。     

An Improved Scene-based Nonuniformity Correction Algorithm for Infrared Focal Plane Arrays Using Neural Networks

The improved scene-based adaptive nonuniformity correction （NUC） algorithms using a neural network （NNT） approach for infrared image sequences are presented and analyzed. The retlna-like neural networks using steepest descent model was the first proposed infrared focal plane arrays （IRFPA） nonuniformity compensation method, which can perform parameter estimation of the sensors over time on a frame by frame basis. To increase the strength and the robustness of the NNT algorithm and to avoid the presence of ghosting artifacts, some optimization techniques, including momentum term, regularization factor and adaptive learning rate, were executed in the parameter learning process. In this paper, the local median filtering result of Xij （ n ） is proposed as an alternative value of desired network output of neuron Xij （ n ）, denoted as Tij （ n ）, which is the local spatial average of Xij （ n ） in traditional NNT methods. Noticeably, the NUC algorithm is inter-frame adaptive in nature and does not rely on any statistical assumptions on the scene data in the image sequence. Applications of this algorithm to the simulated video sequences and real infrared data taken with PV320 show that the correction results of image sequence are better than that of using original NNT approach, especially for the short-time image sequences （several hundred frames） subjected to the dense impulse noises with a number of dead or saturated pixels.     

脉冲推冲器阵列数字点火控制系统的研究

介绍了弹道修正用脉冲推冲器阵列点火控制系统,从系统工作原理、设计思路、点火模块设计、开关电路的选择、控制模块设计以及驱动电路设计几方面进行了研究,并进行了模拟电路实验,结果表明该控制电路能很好地进行点火电路的控制.