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。     

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。     

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。     

红外焦平面阵列的非均匀性研究

红外焦平面阵列的非均匀性校正是凝视型红外成像系统中必不可少的一部分。文中从光电成像原理角度出发,深层分析了非均匀性的产生机理;针对传统神经网络校正算法存在的缺陷,从理想期望输出、误差函数和迭代步长三个方面进行了改进;并通过实验仿真对改进算法进行了验证,结果表明改进算法的校正效果较传统算法有明显的提高。     

Kalman-Filtering红外焦平面非均匀性仿真研究

非均匀性红外图像的仿真技术,在非均匀性校正技术的研究中起着十分重要的作用.针对红外探测器的响应参数符合高斯-马尔可夫(Gauss-Markov)过程,引入一个线性响应模型,建立了状态方程和观测方程,进而在一定的初始条件下,使用卡尔曼滤波(Kalman-Filtering)的方法,完成了红外图像的仿真计算.仿真的红外图像经过理论分析,效果很理想.     

利用FPGA实现红外焦平面器件的非均匀性校正

与红外单元器件系统相比,焦平面面阵测器的一个最大的缺点是其固有的非均匀性,尽管现在面阵探测器的非均匀性有了很大改进,但是非均匀性仍然限制凝视红色系统的探测性能。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,尽管现在已经有很多种基于场景的非均匀性校正方法,但是两点校正算法仍然是基础的校正方法,有不可替代的价值。两点校正算法的流程简单固定,非常适合用ＦＰＧＡ实现。文章介绍了利用ＦＰＧ     

红外焦平面阵列非均匀性及校正分析

大规模红外焦平面阵列器件固有的非均匀性,严重地制约着红外成像系统的性能,这 是其应用中必须解决的一个关键问题。本文详尽地分析了产生非均匀性的各种因素,并对其校正原理进行了阐述,最后给出了基于参考源校正算法的仿真结果。     

红外焦平面非均匀性校正ASIC芯片设计

提出了一个基于ASIC的红外焦平面非均匀校正解决方案。首先介绍了改进的定标及校正算法,并对校正效果进行了验证。改进后的算法对存储单元的需求与原先相比大大减小,因此十分适合ASIC实现。然后介绍了芯片的架构和控制结构,最后介绍了芯片的实现。该芯片采用0.25 μm工艺,对减小探测器系统体积,提高探测器系统的稳定性和可靠性有很大的帮助。     

红外焦平面阵列非均匀性校正精度的研究

定标校正法是目前人们实际使用较多的一种红外焦平面阵列非均匀性校正方法。该方法采用的算法简单,易于用硬件实时实现,但也存在校正精度低的缺点,针对这一不足,首先通过实验得到了红外焦平面探测器的实际非线性响应曲线,然后在此基础上进一步分析了定标点的数量及选取对红外焦平面阵列非均匀性校正精度的影响,为提高定标校正法的校正精度提供了依据。     

红外焦平面阵列非均匀性自适应校正方法

分析基于场景的红外焦平面阵列非均匀性校正方法中的景物退化和鬼影现象,提出了一种基于边缘约束高斯滤波的红外焦平面阵列非均匀性自适应校正方法。该方法设计了一个边缘约束高斯滤波器来获取理想的估计图像,利用最陡下降法得到计算增益校正因子和偏移量校正因子的迭代公式,并通过迭代步长的自适应控制来增快算法的收敛速度。通过仿真实验和真实红外图像处理对比实验表明:相较于目前已有的方法,该方法在有效抑制景物退化和鬼影现象的同时,较好地去除原始红外图像的固定图案噪声,保留了图像细节信息,提高了图像质量。     

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.     

红外焦平面探测器响应非线性的测定

提出了一种定量红外焦平面探测器响应非线性的实验方法。通过实验获得探测器输出电压与辐射到光敏元上的辐射通量数据，进而进行曲线拟合，得到了红外探测器的响应非线性曲线——“S型曲线”，并且尝试建立了它的非线性数学模型。基于这种非线性模型，提出了一种新的校正思路——基于光敏元响应非线性的非均匀校正方法。这种校正思路较现有的温度定标校正算法更忠实于光敏元的真实特性，因而能达到更高校正精度。计算机仿真结果表明，根据响应非线性曲线进行校正的精度能提高到两点校正算法的3倍左右。     

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。     

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。     

基于图像分割和配准的红外焦平面阵列非均匀校正算法

在目标成像跟踪和制导领域,存在大量由缓慢移动背景和相对背景运动的点目标构成的红外图像序列,传统的基于场景的红外焦平面非均匀校正算法在解决此类图像中存在困难.提出了基于图像分割和配准的红外焦平面非均匀校正算法(简称S-R算法),通过将图像背景和运动点目标分离,利用图像配准的方法完成图像背景的非均匀校正和点目标位置处错误固定噪声参数的补偿,最终完成整个焦平面探测单元固定噪声参数的估计,从而有效解决了这类红外图像序列的非均匀校正问题.S-R算法具有噪声参数估计精度高、收敛速度快和计算复杂度低等优点.文中最后用仿真数据对上述结论进行验证.     

红外焦平面阵列的非均匀性仿真方法研究

在研究红外焦平面阵列(Infrared Focal Plane Array, IRFPA)非均匀性校正算法的过程中, 需要通过仿真获取大量带有非均匀性信息的目标图像。根据IRFPA非均匀性的产生机 理,分别建立了探测元非均匀性、读出电路非均匀性和漂移噪声的数学模型,并利用这些 模型在理想图像上分别叠加了这三部分的非均匀性,最终获取了目标图像。在仿真过程中,假设非均 匀性噪声符合高斯分布,通过设置模型系数使其具有不同的均值和方差,可以实现 不同程度的非均匀性仿真。由于考虑了漂移噪声,本文方法的仿真结果更为符合实际情况。     

长波红外焦平面阵列的进展

本文着重介绍HgCdTe、IrSi、Ce_xSi_(1-x)/p-Si和GaAs/AlGaAs多重量子阱长波红外焦平面阵列的现状及发展趋势。