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.     

CTIA型红外焦平面阵列非均匀性研究

根据CTIA型红外焦平面阵列的工作原理,分析了非均匀性的来源:探测器芯片、CTIA运算放大器的输入失调电压以及读出电路的积分电容.对这几种因素造成的非均匀性进行了分析、计算和实际测试.最后,提出了使焦平面阵列非均匀性最佳的探测器工作偏置区间.     

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.     

红外焦平面阵列中两点线性非均匀性修正的误差

本主地红外焦平面阵列中两点线性非均匀性修之后,由测量误差及非线性所引起的误差－剩余非均匀性进行了计算,得到与以往所不同的结果。     

一种新型实时两点非均匀性校正方法

针对探测器响应的非线性以及探测器响应随时间偏移两大问题,提出了一种新型实时两点非均匀性校正法.该方法可弥补两点校正法无法在线实时校正的不足,且抑制了工作环境的剧烈变化对探测器非均匀性的影响.本文以气动热环境下的红外焦平面探测系统为研究对象,对新型实时两点非均匀性校正法的校正过程进行具体的仿真计算和理论论证.结果表明:本...     

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。     

改进的卡尔曼滤波非均匀性校正算法

针对基于卡尔曼滤波(Kalman filtering,KF)的红外焦平面非均匀性校正算法的计算量和存储量较大,不利于实时性校正的缺点,提出一种改进的卡尔曼滤波非均匀性校正算法。该算法通过线性递归滤波器修正了观测方程,用每一帧块图像的统计均值来代替卡尔曼滤波校正算法中的观测矩阵,使增益矩阵得到简化。Matlab仿真实验结果证明:该算法的校正效果与传统的卡尔曼滤波校正算法相当,但大大减少了计算量和存储空间。     

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。     

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。     

电阻阵红外景象投影仪非均匀性校正方法学

电阻阵红外景象投影仪是红外成像制导系统和前视红外系统等红外探测系统性能测试、评估和系统动态仿真的重要装置。但是其严重的辐射非均匀性限制了它的应用范围。因此,必须要进行校正。本文对非均匀性校正的方法学进行研究,综述几种有效的校正方法及其实施过程。     

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.     

焦平面冷反射像在红外成像检测中的应用

利用光路可逆原理，实现了某型线列红外成像装置探测器焦平面冷反射成像，在深入分析盲元替代后焦平面冷反射像的视频图像特性的基础上，提出了利用该特性进行盲元设置检测和光轴重合度检测的方法。     

大面阵碲镉汞红外焦平面阵列发展现状及趋势

红外焦平面组件是空间红外光学遥感器的核心器件,随着空间红外遥感对探测目标的空间分辨率、时间分辨率、波段特性的要求不断提高,红外焦平面探测器将向着扩展波长范围、减小光敏元尺寸、增加器件规模等方向发展.介绍了国外发达国家在大面阵红外焦平面阵列技术研究的先进技术,并分析了美国、法国、英国和德国的大面阵红外焦平面技术特点,提出了红外探测器未来的发展趋势.     

隔离槽深度对面阵探测器热应力影响研究

热冲击下InSb面阵探测器的成品率制约着其适用性。为了解光敏元隔离槽深度对InSb芯片中热应力的影响,针对典型器件结构,借助ANSYS软件,分析了隔离槽深度对InSb芯片、底充胶和硅读出电路中Von Mises应力的影响。模拟结果表明:随着隔离槽深度的增加,InSb芯片上的热应力起初缓慢增加,之后增加速度越来越快,当隔离槽深度超过8μm后,InSb芯片上的热应力陡峭上升。对硅读出电路和底充胶来说,在热冲击下累积的热应力似乎与隔离槽深度无关,分别在370 MPa和190 MPa左右浮动。当隔离槽深度取4μm时,整个器件的热应力较小、且分布均匀,能够满足光学串扰及结构可靠性设计的需求。     

红外面阵探测器用于全方位捜索的ー种新方法

本文提出的基于红外面阵焦平面探测器的红外搜索跟踪系统与基于红外线线阵焦平面探测器的相比,其结构简单、成本低且具有自动搜索、跟踪和确认威胁目标的功能。本文重点论证了在全方位红外警戒系统中使用面阵探测器的可行性;在该分析的基础上,给出了该系统的图像退化模型;论证了在全方位搜索系统中,目标检测算法的处理思路,并分析了使用面阵探测器的优势。并且通过实验结果,证明基于面阵探测器的红外搜索系统是具有和线阵系统相当的目标探测距离,可以检测出信噪比在2左右的目标;并且在背景杂波处理上,在一定程度上优于线阵探测器。     

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。     

红外成像制导末端局部图像识别跟踪研究

针对红外成像制导末端目标图像充满导引头视场影响目标识别跟踪的问题,提出一种红外成像制导末端局部图像识别跟踪的方法。分析了红外成像制导原理;选取了高亮区比例、灰度标准偏差、长宽比、紧凑度和复杂度等5个特征量作为特征提取和目标识别的依据,提出适合导弹的目标快速识别算法;通过计算红外成像制导末端目标图像,在导引头焦平面上的投影面积的变化情况,分析了弹目距离与相对速度对目标图像变化情况的影响,研究了形心跟踪到局部图像跟踪的转换时机。综合考虑了可靠性和实时性要求,选取飞机机头作为局部图形跟踪的跟踪点;搭建红外成像制导仿真场景,对所提出的方法进行仿真分析。仿真结果表明：该方法能够有效地识别图像中的目标,减小红外成像导引头跟踪盲区,实现红外成像制导末端的平稳跟踪。