基于DSP的红外图像非均匀性校正技术的研究

分析了导致红外成像系统非均匀性的机理,介绍了红外焦平面阵列非均匀性校正的基本方法。采用两点校正和积分时间校正相结合的方法,利用TMS320VC5509A DSP完成了对红外图像的非均匀性实时校正。实验结果表明,本系统具有实时性好,实用性强的特点,能够满足红外焦平面成像系统的要求。     

红外图像非均匀性分析与校正方法研究

由于材料、工艺等原因,红外焦平面阵列（IRFPA）各探测元存在响应不一致问题,导致红外图像的非均匀性。非均匀性校正（NUC）是红外成像仪图像处理系统的重要环节。本文结合空间相机的应用重点分析了基于定标的两点校正法和基于场景的自适应神经网络法,并通过仿真图像验证了神经网络算法的校正效果。     

基于DSP红外图像非均匀校正设计

由于红外焦平面探测器各点的响应度不一致,需要对红外图像进行非均匀校正。目前许多红外成像设备非均匀校正均通过后台PC机完成,需要专门设计与PC机的接口,提高了成本,而且不利于脱机运行。系统使用红外图像处理板自身的DSP完成非均匀校正系数的计算,设计简洁,操作方便,取得了理想的效果。文中分析了两点校正的原理,介绍了实现方法,对其中涉及的关键技术进行了详细描述。     

长线列红外探测器非均匀性校正技术研究

实时非均匀性校正是红外应用领域的关键技术之一。随着制作材料和加工工艺水平的提高,目前长线列红外探测器像元读出通道越来越多,虽然单通道像元读出速率不是很高,可是合并像元读出速率相当高,非均匀性校正的速度设计成为此类红外系统应用的瓶颈性问题,结合以往的研究成果和目前电子器件的发展水平,对若干种解决方案进行了比较。利用FPGA器件并行性的特点,对以往FPGA校正方案进行了改进,实验结果表明,该改进设计方案是完全可行的。该设计思路不光可以应用到更高性能线列红外探测器的非均匀性校正设计中,而且可以移植到类似的信号处理系统中,具有很大的工程应用价值。     

基于DSP的红外焦平面阵列实时非均匀性校正技术

针对红外焦平面阵列在进行非均匀性校正中所涉及的运算量和数据量庞大、实时处理难于实现的特点,采用TMS320C6000系列DSP两路数据通道的优势,输入输出数据采用不同的数据通道并行传输,利用EDMA传输方式无需CPU介入,充分利用DSP硬件的并行性和流水线进行非均匀性校正,以分段线性插值算法为例,详细阐述了硬件设计和实现步骤,并给出仿真结果,结果表明:基于DSP的实时非均匀性校正系统完全可以达到实时校正的要求.     

单帧红外图像低频非均匀性噪声校正算法

红外成像系统中,低频非均匀性噪声严重影响红外系统的成像效果,传统基于标定的方法无法对其进行有效的去除.为此,提出一种基于曲面拟合的低频非均匀性噪声校正算法,首先对含噪图像进行小波滤波,以抑制高频信息;然后利用场景和低频非均匀性噪声梯度的稀疏特性,建立关于非均匀性噪声曲面参数的■正则化能量泛函,并利用ADMM方法求解最优的非均匀性噪声曲面参数;最后将原始图像减去估计的低频非均匀性噪声得到校正后的图像.使用中波红外热像仪拍摄得到红外图像,对仿真图像和实际图像进行校正,实验结果表明,该算法能明显降低图像的粗糙度和非均匀性值,且有效地去除低频非均匀性噪声.     

红外焦平面阵列非均匀性校正算法研究

红外焦平面阵列( IRFPA)的非均匀性校正是提升红外系统成像质量的重要环节。非均匀性校正算法主要分为基于参考辐射源的标定类校正算法和基于场景的校正算法。将基于参考辐射源的标定类校正算法按线性模型与非线性模型进行详细分类,基于场景的校正算法按空域和时域进行详细分类。针对不同类特点,分别对上述算法进行了详细的分析及比较,为今后非均匀性校正算法的选择提供理论基础,并根据现有两类算法特点,提出算法未来的研究方向。     

含运动目标的红外图像非均匀校正算法

通过分析运动目标对基于图像配准的非均匀校正算法校正效果的影响,基于相邻帧之间运动目标辐射强度不变的假设,提出含运动目标的红外图像非均匀校正算法。通过临近帧补全运动目标遮挡的场景,消除运动目标的影响,进行非均匀校正得到场景校正帧,再利用运动目标的辐射信息对各帧运动目标进行非均匀校正,最终得到全图校正帧。仿真和实测红外图像校正实验表明：算法能够很好地解决含运动目标的红外序列图像的非均匀校正问题。     

红外数字TDI成像非均匀性校正

目的 红外数字TDI（time delay integration）先经过信号的模拟数字转换,再进行时间延迟累加,曝光方式比较灵活,能够提高探测系统灵敏度以及探测目标信噪比,在航空航天遥感应用领域具有广泛的应用,红外数字TDI通常采用扫描方式成像,既具有扫描成像的特点,其本身又是一个小面阵,在信息获取上具有扫描和凝视双重特性,在信息处理端,成像非均匀性是限制其成像质量的关键因素,降低输出图像的非均匀性,对开展目标探测、识别等研究和应用具有重要意义。方法 通过分析成像系统的每个部分,建立成像输入输出模型,并讨论模型中各个参数对成像非均匀性的影响,指出优化系统非均匀性的途径;对图像非均匀性校正分为盲元补偿和有效像元的非均匀性校正,对盲元进行邻域像素替代和邻域像素平均的交替迭代补偿提高了盲元的补偿率,对有效像元分析了所有像元的响应特性,选择了曲线拟合的目标校正曲线对系统灰度输出与输入能量之间的非线性进行校正,并引入校正因子对非扫描方向上的非均匀性进一步校正。结果 使用上海技术物理研究所研制的640×8中波红外数字TDI探测器进行了黑体定标验证,结果表明,在特定温度下的黑体成像经过校正后的非均匀性由19.44%下降到4.01%,外场实验获得的红外TDI图像上的横条纹明显减少和弱化。结论 通过分析对目标场景成像从光信号到电信号的整个链路,得到影响成像非均匀性的具体参数,对红外数字TDI成像系统设计具有一定参考意义;使用本文方法对红外数字TDI成像进行了盲元补偿和非均匀性校正,成像非均匀性显著下降,验证了该方法的有效性。     

基于运动指导的红外焦平面非均匀性校正方法

针对红外焦平面阵列(IRFPA)非均匀性校正算法中基于场景类自适应校正算法存在的目标退化和伪像等问题,提出一种新的基于运动检测指导的自适应校正算法。该算法首先通过预处理为实时校正准备背景帧图像和坏元模板,接着根据前后两帧场景信息的运动方差,自适应地调整迭代步长,最后结合运动幅度更新增益校正系数,对图像实施校正。以含有弱小目标的实际红外图像序列进行仿真的结果表明,新算法有效地抑制了目标退化,消除了伪像;去除了固定图案噪声,具有自适应性。     

基于长线列探测器的图像非均匀性研究与校正

基于长线列图像探测器的成像系统,其图像的非均匀性往往制约着系统成像的质量.结合线列图像探测器的结构特点,分析了线列图像的非均匀性产生原因,并在此基础上分析了多点校正算法,并提出一种基于图像轮廓提取的图像平滑算法.通过对比处理前后的结果,采用图像轮廓提取的图像平滑算法,在保证图像细节的基础上,能够提高图像的均匀性.     

基于缓变场景的复杂神经网络非均匀性校正

针对遥感数据定量化应用对多元红外探测器非均匀性校正的高精度需求,提出了一种基于缓变场景的复杂神经网络非均匀性校正算法,在两点校正基础上,进一步降低图像非均匀性。与经典BP神经网络非均匀性校正及其改进算法相比,复杂神经网络非均匀性校正算法突破单一层学习神经元结构限制,采用双层学习神经元结构,第一层学习神经元采用大邻域中值滤波作为期望函数,第二层学习神经元采用小邻域均值滤波作为期望函数,通过多层学习神经元配合,兼顾非均匀性校正效果并避免图像边缘模糊。经实拍红外图像非均匀性校正实验证明,复杂神经网络校正与经典BP神经网络校正相比,取得了更好的非均匀性校正效果,非均匀性评价结果UN=0.75%,次优算法非均匀性评价结果为UN=0.77%,与次优算法相比,复杂神经网络校正算法有更高的像素平均梯度评价值,达到28.49,而次优算法只有28.30,非均匀性评价结果低并且像素平均梯度高说明复杂神经网络校正算法在降低图像非均匀性同时更好地避免了图像边缘模糊：这是复杂神经网络校正算法采用双层学习神经元的特点与优势。方法改善了多元红外探测器非均匀性校正的效果,提高了红外遥感图像的质量,促进了红外遥感的应用。     

长线列红外探测器非均匀性校正技术研究

实时非均匀性校正是红外应用领域的测器像元读出通道越来越多,虽然单通道像元读出速率不是很高,可是合并像元读出速率相当高,非均匀性校正的速度设计成为此类红外系统应用的瓶颈性问题,结合以往的研究成果和目前电子器件的发展水平,对若干种解决方案进行了比较.利用FPGA器件并行性的特点,对以往FPGA校正方案进行了改进,实验结果表明,该改进设计方案是完全可行的.该设计思路不光可以应用到更高性能线列红外探测器的非均匀性校正设计中,而且可以移植到类似的信号处理系统中,具有很大的工程应用价值.     

基于场景的红外探测器非均匀性校正方法的分析

红外探测器中的非均匀性校正是红外成像系波器法三种基于场景的非均匀性校正算法,通过利用图像序列并依赖帧间运动对焦平面阵列的非均匀行进行校正,并与两点法比较,分析三种方法的优缺点.     

一种新型的非制冷红外机芯组件图像校正算法研究

非制冷红外探测器由于其结构简单、响应快等优势,在诸多领域得到广泛应用。然而由于结构和制作工艺等的限制,传统的非制冷红外焦平面阵列非均匀性校正方法并不能很好完成非均匀性校正任务,在挡片打开后画面会出现一层蒙纱感,严重影响图像质量,限制探测器的应用范围。从试验数据出发,对蒙纱感可能的来源进行分析,并针对其来源提出一种针对非理想因素的新型非均匀性校正方法,较好地对蒙纱感进行处理和补偿,极大提高成像质量。该方法操作简单,容易实现,在红外成像相关的应用上有重大意义。     

基于时域高通滤波的非均匀性校正算法研究

实现红外焦平面阵列非均匀性自适应校正是红外探测系统研究中追求的重要目标,对提高红外探测系统的空间分辨率、温度分辨率、探测距离以及辐射量的正确度量具有重要意义.分析基于时域高通滤波的红外焦平面自适应非均匀校正算法的视觉神经机制以及滤波器的幅频特性.通过对实际红外图像的实验,提出正确选取时间常数是影响该校正方法最重要的因素.     

医学超声图像非均匀伪影校正研究磁

医学超声图像常受到非均匀性伪影的影响,使图像的局部统计特性发生变化,严重影响了超声图像的精确性。论文采用同态滤波方法消除非均匀性伪影,并通过仿真验证了该方法去除非均匀伪影的优势。     

一种红外焦平面阵列探测器的新型非均匀性校正电路

非制冷红外焦平面阵列(IRFPA)读出电路由于工艺制造或受环境条件的影响在正常运行时会产生非均匀性。针对传统电路存在的非均匀性问题,设计了基于12μm像元的非均匀性校正电路,该新型非均匀校正电路采用共源共栅电流镜产生电流,并且通过调节比例电流支路输出不同比例的电流,加入放大器负反馈结构提高电流精度,对像元阵列产生的非均匀性进行补偿。在TSMC 0.18μm工艺条件下进行仿真测试,新型校正电路进行校正之后,校正电流为368 nA。积分电流为44.24 nA,积分电路(CTIA)输出电压为3.81 V,积分时间缩短为255.43 ns,在不同的温度条件下,非均匀性问题降为3%以下,输出电压更稳定,满足设计条件。     

基于非均匀采样的图像射影畸变硬件校正

当摄像机的像平面与拍摄面不平行时,图像必然发生射影畸变,给后续的图像处理和模式识别带来不便。现有校正方法大都在得到畸变图像后,通过实时计算或者查阅畸变表恢复图像像素间的度量关系。本文提出了一种基于非均匀采样的硬件图像校正采集系统,通过FPGA控制A/D采样器对模拟图像信号进行非均匀采样,实现图像的实时畸变校正和采集。为减小采样误差,还提出了一种倍频方案。仿真表明本系统可以代替软件校正算法,其硬件系统可拓展至其他应用。     

复合型两点多段非均匀性校正算法研究

两点法和两点多段法都是基于定标数据的线性校正方法,前者计算量小但校正精度差;后者虽然可以达到理想的校正精度,却是以计算量的剧增为代价的。针对两点多段法校正精度受分段数控制这一缺陷,改进了传统的两点多段校正算法。使用自动分段在获得满意的校正精度的同时减少计算量和存储空间。进而结合两点法的思路提出复合型两点多段校正算法,分别使用两点法和改进的两点多段法对不同的光敏元进行处理,进一步在保证校正精度的同时提高计算速度。