一种新的红外焦平面阵列盲元检测算法

受材料、制造工艺等因素的影响,红外焦平面阵列探测器均存在一定数量的盲元。在分析探测单元响应特性的基础上,提出一种双参考辐射源+定义检测算法。实验结果表明,该算法具有盲元误检率低,查找快速等优点。     

基于自适应阈值算法的盲元标定

受材料及制造工艺的影响,红外焦平面探测器均存在一定数量的盲元。并且随着时间的推移,盲元数量会增加。盲元过多会影响红外图像质量,进而影响探测性能。本文研究了一套专用盲元标定系统,采用双参考辐射源的基于滑动窗口的自适应阈值盲元检测算法,自动实现盲元位置检测和盲元位置数据烧写。经验证,该盲元标定系统能够高效、准确的检测出盲元,并进行盲元位置数据烧写,使用方便。     

基于场景的红外成像系统盲元检测及校正

根据盲元的响应特性,给出了无需依赖黑体辐射定标的、基于时域平均野值提取的盲元检测算法,然后又提出了基于相关像素加权插值的盲元校正算法。详细探讨了盲元检测过程中阈值的设置方法,研究了参与加权估计盲元灰度值的像素数目对估计误差的影响。最后通过仿真实验对检测算法的准确性及校正算法的有效性进行了验证,实验结果表明:本文提出的检测算法结果准确,误检测率低。校正算法校正效果好,结果图像的RMSE低于两种常用校正算法。     

基于模糊中值的IRFPA自适应盲元检测与补偿

红外焦平面阵列(IRFPA)的盲元既包括因材料与制造工艺的缺陷而导致的固定盲元,也包括因环境温度的漂移而出现的随机盲元.基于场景的盲元检测与补偿算法是去除这两种盲元,提高IRFPA 成像质量的有效手段.针对目前滤波类场景检测算法无法有效区分弱小点目标和随机盲元的缺陷,重点研究了随机盲元的响应特性和噪声特性,并提出了一种基于模糊中值与时域累积的盲元自适应检测与补偿算法.首先利用模糊中值滤波器从场景中提取出潜在的盲元,并通过多帧累积确定固定盲元和随机盲元的正确分布,最后对盲元进行实时补偿.实验结果证明:该算法可以有效地实现对盲元的校正,同时避免对弱小点目标的误判别.     

采用双阈值的非制冷IRFPA盲元迭代检测算法

盲元是影响非制冷红外焦平面阵列(IRFPA)成像质量的因素之一.在对非制冷红外焦平面阵列中盲元的响应特性分析的基础上,提出一种基于双阈值快速迭代盲元检测算法.该算法基于双参考辐射源,采集辐射源两个不同温度下的成像图像,当非制冷IRFPA器件工作在线性区时,正常像元的灰度响应会随外界温度而发生变化,且该变化呈近似线性关系...     

点源目标质心探测中单个盲元线性插值补偿算法选取

自适应光学系统中应用哈特曼波前传感器对点源目标进行质心探测时,光电探测器上子孔径区域内存在的盲元会引入一定的附加质心探测误差,为了减小质心误差,需要选取合适的盲元补偿算法获得相对合理的补偿值。推导了哈特曼波前传感器子孔径内单个盲元补偿后造成的附加质心探测误差。利用仿真统计了各种利用盲元邻域正常像素进行线性插值的单个盲元补偿算法对点源目标质心探测误差的影响。提出了单个盲元邻域像素线性插值补偿算法选取的若干准则,指出选用盲元上下左右4邻域像素的均值进行补偿造成的平均质心误差最小,而选用盲元左右两个像素平均补偿算法可以在补偿误差较小的情况下简化运算。实验结果与仿真结果相符合。     

一种新的红外焦平面阵列盲元处理算法

为了有效检测和补偿红外焦平面阵列(IRFPA)的盲元,提出一种IRFPA盲元即时处理的新算法。该算法利用红外系统实时成像过程中盲元与有效像元的窗口响应率存在的显著差异性,实现盲元的快速检测;依据图像信息的时空相关性实现盲元的在线补偿。最后给出了盲元处理的硬件实现过程。实验结果表明:该算法流程简单,通用性强,能够对系统工作过程中随机出现的盲元进行即时检测和补偿,在实际工程中具有较大的应用价值。     

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.     

红外图像盲元自适应检测及补偿算法

基于场景的盲元检测与补偿算法能有效地克服固定和随机盲元造成的图像亮点与暗点,提高探测器成像质量.通过将待检测图像分解为盲元目标和一般背景,建立迭代修正的背景预测模型提高预测准确度.并根据盲元和正常像元的残差能量统计差异完成单帧图像盲元检测.依据盲元缓变特征,利用建立的背景预测模型和盲元检测结果设计补偿算法,实现了单帧和...     

一种改进的红外焦平面阵列盲元检测算法

红外探测器受材料和工艺限制存在盲元,降低了红外成像系统的图像质量,影响目标检测系统的检测概率和虚警率。有效、实时检测盲元并进行补偿至关重要。本文根据盲元在图像中与周围点的奇异性,利用图像目标检测的方法进行盲元检测;同时利用盲元的时间特性,将盲元与图像中的点目标区分开;最终实现高检测率,低虚检率的有效盲元检测算法。     

采用特征直方图的红外焦平面阵列盲元检测方法

红外探测器受材料和工艺等的限制，普遍存在盲元问题，降低了红外成像系统的图像质量，影响了目标检测系统的检测概率和虚警率，因此，有效检测盲元是红外图像处理领域的一个重要研究方向。在分析了有效像元校正模型的基础上，指出均匀辐照下红外焦平面阵列（IRFPA）有效像元非均匀校正后灰度图像的均值（MEAN）和标准差（STD）具有正态分布特征，对特征直方图采用自适应正交投影分解法进行高斯分解，得到有效像元校正后的MEAN和STD特征分布区间，最终得到盲元的分类准则。对IRFPA进行的验证实验结果表明，该方法获得了令人满意的结果，证实了所提出检测方法的有效性和科学性。     

非制冷IRFPA的盲元产生机理及响应特性分析

盲元的数量及分布严重影响了非制冷红外焦平面阵列(IRFPA)的成像质量,因此需要对盲元的来源和产生机理作一深入研究.文中在盲元定义的基础上,论述了其产生机理,并详细分析了盲元的响应特性,为盲元检测与补偿技术的研究提供了理论基础.     

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。     

红外焦平面阵列盲元检测技术研究

盲元的数量及其分布对红外焦平面阵列器件成像质量的影响较大.在给出盲元定义的基础上,对盲元的各种产生机理进行了分析,并给出了具体的盲元检测方法,为盲元补偿技术的研究提供了理论基础.     

红外焦平面阵列非均匀性的校正方法研究

针对读出电路与探测器产生的非均匀性,并对递归最小二乘非均匀校正算法(RLS算法)进行扩展和改进,提高非均匀校正的精度和算法的收敛速度。首先对红外焦平面阵列的非均匀性进行建模仿真,根据建立的模型利用局部恒定统计法对读出电路产生的非均匀性进行校正,然后采用自适应中值滤波算法(RAMF算法)对图像进行预处理,从而提供给后续RLS算法具有较低噪声的图像,实现RLS算法对探测器的非均匀性校正。仿真结果表明提出的算法能够有效地抑制读出电路对校正精度的影响,消除图像的非均匀性,同时采用RAMF算法对图像的预处理过程,能够加快RLS算法的收敛速度,提高信噪比,获得较好的非均匀性校正效果。     

基于FPGA的凝视红外图像预处理算法的硬件结构设计与实现

介绍了一种针对凝视红外图像预处理应用而设计的FPGA硬件算法结构,该结构充分发挥了FPGA高速、并行计算能力,能在信号读出过程中实时地完成红外图像非均匀性校正(基于定标)、盲元补偿、邻域处理(卷积滤波/中值滤波)以及直方图统计等功能.将该结构应用到凝视红外系统的前端,不需额外占用处理时间,为后端信息处理节约出时间,是一种高效、快速的预处理方案,并在实际的成像实验中得到了验证.     

快速Lagrange算法在双速率多用户检测器的功率控制中的应用研究

本文提出了一种快速Lagrange算法,并将它应用于宽带码分多址扩频通信双速率多用户检测器的功率控制中,从而使系统在达到不同的信扰比的条件下,各个用户的发送功率之和最小。本文分析了用该算法对双速率多用户检测器进行最小发送功率控制的基本理论和实际性能,探讨了该算法中相关参数的确定方法。该算法利用平均和反馈技术加快了Lagrange算法的收敛速度,因此有较好的实时性。仿真结果表明与快速随机功率控制算法相比,快速Lagrange功率控制算法可以提高双速率多用户检测器输出信号的平均信扰比,降低信扰比的平均偏差,提高达到信扰比要求的用户数量。     

制冷型热红外焦平面成像系统数据处理的关键技术

长波红外(8~12.5μm)焦平面的性能在很多方面弱于中短波红外器件,其非均匀性及盲元状况较严重。本课题首次在国内引进了法国Sofradir公司的320×256像元HgCdTe长波红外焦平面探测器MARS VLW RM4,其波长响应范围为7.7~12μm。基于一套高帧频低噪声信息获取系统,经过动态范围标定,实现了一套动态范围为250~330K、噪声等效温差(Noise Equivalent Temperature Difference.NETD)小于50mK的热红外成像系统。针对焦平面各像元的响应特性,研究了适用于热红外成像系统的非均匀性及盲元校正方法,提出了基于辐射定标的非均匀性校正和盲元检测。经实验验证,其校正效果优于两点定标法,且易于工程实现,基于辐射定标的结果可实现精确的温度反演。