非制冷红外图像非均匀性校正在FPGA上的实现

红外焦平面阵列（IRFPA）的非均匀性是影响红外系统成像质量的关键性因素,在此提出了一种非制冷红外图像的非均匀性校正及其在FPGA上的实现方法,通过对非制冷红外图像盲元及非均匀校正方法分析,提出了二点加一点定标校正方法,并利用FPGA实现红外图像非均匀校正的实时处理,获得了较好的实验结果。利用二点加一点定标校正方法,可以改善红外图像非均匀性校正效果,用在FPGA上实现非均匀性校正可以实现红外图像的实时处理,便于集成和移植。     

基于补偿算法的红外探测器非均匀性校正

由于工艺条件的限制,红外焦平面探测器各像元的非均匀性严重影响了红外图像质量,由红外焦平面非均匀性所导致的成像效果变差的问题已成为制约红外成像技术应用的瓶颈。基于FPGA为数据处理核心的硬件平台,采用领域平均算法结合加权滤波算法以及温度补偿算法依次实现了对红外图像的盲元校正与实时补偿处理。实验结果表明此算法能够实时处理图像补偿过程中产生的大量数据,显著地提高了红外图像质量,并且仅用FPGA完成所有数据处理,构成了精简的最小系统,有效地降低了成本。     

红外焦平面图像实时处理的FPGA实现

为了消除非制冷红外焦平面阵列上红外成像结果的非均匀性与成像过程中产生的盲元,提高了图像的对比度以及红外图像的实时处理能力。搭建了基于武汉高德红外公司生产的120×90红外焦平面探测器的电子学实验平台。利用现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)的并行处理和流水化处理的能力,在FPGA上实现了非均匀性校正中的两点校正、基于中值滤波的盲元补偿、直方图均衡化以及伪彩色变换。实验结果表明,在200 MHz的输入时钟条件下,这种红外图像实时处理模块处理一帧图像耗时60.4■s,实时性强。该研究对于非制冷红外焦平面阵列应用优化具有一定的实际意义。     

基于神经网络的红外图像非均匀性校正

由于红外焦平面材料、制造工艺的差异以及多路模拟信号输出的电路设计等因素,红外探测器在面源黑体目标下像元的输出不均匀,针对同一辐射目标得到的响应也不一致。红外探测器像元间的非均匀性影响目标辐射探测的质量,也使得获得的红外图像不能很好地反应目标辐射特性。先对红外图像进行盲元检测和补偿,通过双边滤波方法获得像元期望输出值,利用随机梯度下降法的神经网络模型对红外图像进行非均匀性校正。实验验证该方法较基于标定的校正方法具有适应场景变化、效果好的优点。     

基于两点的红外图像非均匀性校正算法应用

红外焦平面探测器像元响应存在非均匀性,工程应用中需采用相应的非均匀性校正技术。虽然基于场景的非均匀性校正算法很多,但两点校正算法仍是最为成熟和最容易实现的算法之一。介绍了两点非均匀性校正算法,并对1×128线列红外探测成像系统基于FPGA和DSP平台,进行了工程实现及应用,效果良好。     

星载红外成像系统IRFPA非均匀性在轨定标与实时校正

针对星载红外成像系统在轨定标等特殊环境条件的应用要求,研制了一种基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的红外焦平面阵列(Infrared Focal Plane Array,IRFPA)非均匀性在线定标与实时校正芯片系统.由于对输入信号进行了标准化设计,该系统可用于各类红外成像系统的IRFPA非均匀性在线定标与实时校正处理.这种系统在时钟信号的驱动下以流水线方式运行,在对非均匀红外图像进行实时校正的同时,能够在线获取定标图像并能对存储器中的校正系数进行在线更新.该系统具有体积小、运算速度快、稳定可靠以及易于升级等优点,为星载红外成像系统IRFPA非均匀性的在轨定标开辟了一条有效的技术途径.     

一种提高红外焦平面阵列成像质量的有效方法

为了提高红外焦平面阵列的成像质量,提出一种对红外焦平面阵列的非均匀性校正的同时进行图像增强处理的方法(简称校正增强法),该方法通过对红外焦平面阵列的校正来减少各阵列元响应的非均匀性,通过对红外图像进行增强处理来提高整幅图像的对比度,从而有效地提高红外成像系统的成像质量.实验结果表明:经过校正增强方法处理后的红外图像清晰、视觉效果理想.     

红外探测器非均匀性校正系统研制

分析了红外焦平面阵列（IRFPA）基于定标的非均匀性校正算法和基于场景的非均匀性校正算法的优势和不足。针对红外焦平面阵列二元非线性的非均匀性理论模型这一特点,提出了一种基于S曲线拟合的校正算法。利用FLIR公司的长波非制冷红外探测器进行信号采集,建立了焦平面探测元的响应模型。描述了基于FLIR长波非制冷红外探测器在FPGA平台的处理流程,并实现了S曲线校正算法,提高了红外图像的质量。实验表明,经过S曲线拟合校正处理,减弱了红外图像的条纹噪声,使IRFPA组件的非均匀性从6.45%降低至2.06%。     

基于FPGA的IRFPA非均匀性自适应校正算法实时实现

红外焦平面阵列(IRFPA)的非均匀性校正(NUC)是红外图像处理系统中的重要环节.在研究了基于神经网络的NUC算法的基础上,提出了一种采用FPGA基于神经网络的非均匀性自适应校正算法实时实现硬件方法,该方法利用流水线技术和并行处理结构,大大提高了系统的运算速度,特别适用于大面阵、高帧频红外焦平面成像系统;而且系统仅利用了一片FPGA,体积小,功耗低,便于系统的小型化.     

基于图像块先验的单帧红外自适应校正算法

红外焦平面阵列的非均匀性严重限制了红外成像系统对目标的灵敏度,降低了图像的成像质量。本文基于图像块统计特性的期望块对数似然概率(EPLL),提出了基于图像块先验的单帧红外图像非均匀性校正算法,可以完成单帧红外图像的非均匀性校正。该算法首先利用高斯混合模型完成对图像块训练分类,然后利用EPLL准则获取带有非均匀性噪声图像对应的最大似然概率对数期望图像来完成对图像的校正。仿真试验和真实红外图像实验结果表明该方法对单帧红外图像的非均匀性校正效果良好,校正速度快,可以避免鬼影的产生并且可以完成持续性工作。     

一种红外焦平面非均匀性校正改进方法的研究

微测辐射热计吸收入射红外辐射，引起读出电路输出信号的非均匀性。由于非均匀性校正的局限性，以前的微测辐射热计需要对基底温度进行精确控制。文中在两点校正法的基础上，提出了偏置校正法，可以放松对基底温度控制的要求。在常规两点增益与补偿校正法基础上，采用偏置校正，可以更宽的基底温度范围内进行非均匀性校正。这样的话，在读出电路片上进行基底温度控制是可能的。     

用C50实现8条SPRITE热像仪非均匀性数字校正

针对8条SPRITE热像仪的成像特点,在提出基于场景统计特性的非均匀性数字校正算法的基础上,详述了实现以TMS320C50为核心的校正功能的硬件结构和软件流程.     

逐点校正的亮度损失

逐点校正技术因其可以在不增加任何硬件成本的条件下．显著提高LED屏的均匀度,正逐步走向大规模产业化应用．已成为中高端LED显示屏的必备工序。然而。逐点校正在提高均匀度的同时,也带来了显示屏的亮度损失。应用逐点校正到底会损失多少亮度的问题,在业界受到普遍关注。本文将从逐点校正后为何亮度会损失开始。从亮度校正、亮度加白平衡校正与色度校正三个方面,分别阐述影响校正后显示屏亮度的关键因素,并通过具体的实验数据来演示相关因素与校正后的亮度损失之间的关系。     

CBERS-02B影像HR数据的地形效应校正实现

中巴资源卫星CBERS-02B星是我国第一颗能为众多行业提供高分辨率图像数据的卫星,广泛应用于国土资源、农业、林业、水利、环保、灾害监测、测绘、城市规划等众多领域。考虑到山区地形对高分辨影像的山区地表特征反演精度的影响,对数字高程模型(DEM)精度对地形校正的影响进行了初步分析,比较了几种常用地形校正模型：C校正、SCS+C校正、Minnaert校正和Ekstrand-r校正,并对校正结果进行了评价,结果表明以往的地形校正方法对CBERS-02B影像HR数据具有一定可行性,从而为中巴资源卫星CBERS-02B影像的地形校正提供了依据。     

一种基于同心圆环的图像畸变校正方法

分析了光学成像系统中畸变校正的原理,采用了新的确定畸变中心的方法——同心圆环法;通过选取对应关系,采用多项式拟合技术,确定了该光学系统畸变的非线性变换的明确表达式,进而编程实现了畸变图像的空间变换和灰度变换,得到了校正后的图像,实现了畸变校正．     

基于扫描型红外热像仪非均匀性场景校正算法的实现

通过对某扫描型手持红外热像仪非均匀性的分析,建立了相应的非均匀性数学模型,提出了场景校正算法并在DSP中编程实现。算法采用运动估计与递归最小二乘法相结合的方式,实现了对空间非均匀性的实时校正;采用神经网络与最小均方算法结合的方式实现了对两点校正后残留非线性非均匀性的实时补偿。应用效果表明该算法具有很高的工程价值。     

提高红外焦平面阵列实时非均匀性校正速度的研究

为了提高红外焦平面阵列两点实时非均匀性校正速度,提出两点压缩校正的新方法.详细阐述了两点压缩校正的原理及其实现方法,并与两点校正方法进行了比较,通过比较说明两点压缩校正具有计算量小、校正速度快,适合实时校正的特点.     

基于场景的红外图像非均匀性校正方法综述

红外焦平面阵列的非均匀性噪声是制约红外成像质量的主要因素。基于场景的非均匀校正算法通常利用图像序列并依赖帧间运动对焦平面阵列的非均匀性进行校正。本文介绍了恒定范围统计法、Kalman滤波器法和轨迹跟踪法。恒定范围统计法和Kalman滤波器法是利用场景数据自适应的进行非均匀性校正的统计算法；轨迹跟踪法是一种利用图像序列的帧间运动提取其实场景的信息的方法。最后把这三种方法和两点法做了比较。     

提高红外图像均匀性的两级校正技术研究

凝视红外焦平面成像系统中经常需要根据目标红外辐射强度来修改探测器积分时间,当积分时间变化后,红外图像的均匀性明显变差.探索了一种利用积分时间校正与目前实用性较好的两点温度定标法相结合的焦平面非均匀性校正方案,不仅使红外图像的均匀性得到较大幅度提高,而且在修改积分时间的情况下保证图像均匀性不受影响.     

彩色FED显示器的图像处理技术

为了改善FED显示器的显示质量,从FED所特有的光电特性入手,给出了FED显示特性的B-T预校正曲线;并基于目前所采用的标准电视信号作为图像信号源,介绍了FED非线性校正算法.在分析FED三基色色度特性的基础上,介绍了FED色度还原算法的理论模型,并把该校正算法成功应用到FED的视频显示中去,使图像质量得到较好的改善.