利用FPGA实现红外焦平面阵列实时非均匀性校正

实时非均匀性校正是红外成像的一项关键技术。根据红外焦平面阵列探测元光谱响应的特点和基于参照源的两点温标非均匀性校正理论，提出一种利用FPGA硬件实现红外焦平面阵列实时非均匀性两点校正的新方法。该方法动态范围大、处理速度快，适用于红外成像系统实时图像处理场合。仿真和实验结果证明是可行的。     

红外焦平面阵列非均匀性非线性校正新方法

针对红外焦平面阵列非均匀性线性校正方法存在较大误差,而考虑非线性响应的校正算法又过于复杂,难于在实际工程中获得运用等难题,本丈提出一种易于硬件实时处理、校正精度较高的红外焦平面阵列非均匀性非线性校正新方法.在介绍非线性校正新方法原理的基础上,推导出其数学模型,并给出实验结果.实验结果表明该校正方法的校正精度达到1.2%,校正过程中需要存储的参数仅为4个/1象素,易于硬件实现实时校正.     

红外焦平面阵列非均匀性嵌入式实时校正技术

红外焦平面阵列（IRFPA）成像是当今红外成像技术发展的主流方向,然而IRFPA特有的非均匀性严重地限制了系统的成像质量。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,本文提出采用高速TMS320C6000系列DSP为核心的嵌入式硬件系统,结合分段线性和分段二次多项式算法,阐述了硬件设计和实现步骤,并给出实验结果,结果表明本系统完全满足实时高精度校正的要求。     

非均匀校正技术算法分析与实时系统设计

为获得良好的红外焦平面阵列非均匀校正效果,讨论了非均匀性的来源、噪声类型和目前基于定标,基于场景的常用非均匀校正方法.对修正的时域高通滤波、改进的神经元网络等利用场景信息来估计探测器参数的校正算法进行了仿真效果和实时性能的分析与评价.同时设计了一种以TMS320DM642为处理核心的小型低功耗DSP硬件系统平台,描述了系统流程和实时实现策略,为红外焦平面系统提供了一条有效的实现路径.     

红外焦平面阵列非均匀性嵌入式实时校正技术

红外焦平面阵列(IRFPA)成像是当今红外成像技术发展的主流方向,然而IRFPA特有的非均匀性严重地限制了系统的成像质量.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,本文提出采用高速TMS320C6000系列DSP为核心的嵌入式硬件系统,结合分段线性和分段二次多项式算法,阐述了硬件设计和实现步骤,并给出实验结果,结果表明本系统完全满足实时高精度校正的要求.     

多路CCD成像不均匀性校正算法

在多路CCD成像中,每路图像之间存在不均匀性,造成这种不均匀性的因素十分复杂,常规算法常无法将所有因素都考虑,影响了校正效果.根据图像的非均匀性特征,论文提出了一种基于场景的,采用两点校正理论,利用每路图像之间的线性关系来进行校正的方法,与传统两点校正算法和多点校正算法校正结果进行对比,给出了对比实验的校正结果.这种算法不需要标准辐射图像就可对多路CCD图像进行实时校正.为多CCD成像系统校正提供了一种有效的方法.     

全景图像实时校正系统的设计与实现

利用FPGA作为可见光全景图像处理器,使用硬件畸变校正系统,以达到对全景图像畸变场景的实时校正.全景图像畸变校正核心问题是像素空间位置校正,以CORDIC算法为基础,设计了全景环形图像展开算法,实现了全景环形图像的展开.设计采用ITU-656标准数字视频格式,用VHDL硬件描述语言实现整个校正算法的FPGA设计,试验结果表明,能实现全景环形图像的360.实时展开.     

一种改进的红外焦平面非均匀性校正算法

针对红外焦平面探测器现有非均匀性校正算法在实际应用中存在的问题,结合实际系统的开发,提出了一种改进算法——一点加两点校正算法。先求两点校正算法的校正增益和校正偏置,再求一点校正算法的校正偏置,求取一点校正算法的偏置参数时的图像数据来自前面求得的两点校正之后的数据,即最后的校正结果是两点校正后的再校正。理论分析和应用表明该算法与目前流行的算法相比具有实时性好、误差小、处理效果好等特点。     

IRFPA的响应特性及新的非均匀校正算法

分析了红外焦平面阵列探测元的响应模型以及响应特性与入射辐射、积分时间的关系,指出了实际工程中常用的两点黑体辐射定标校正算法的本质在于利用高低温时不同的响应数据计算增益系数与偏置系数.与此相类似,通过调整积分时间也能得到不同的响应数据,因此提出基于积分时间调整的校正算法,利用不同积分时间下的响应数据计算校正时所需的增益系数与偏置系数.实验结果表明,选择合适的积分时间个数后,新方法校正效果优良,可完全用于工程应用,并可克服黑体定标校正算法的不足.     

基于FPGA实现医用电子内窥镜畸变图象实时校正的研究

本文针对医用电子内窥镜广角成像系统图象采集过程中存在的光学畸变色,提出了一种有效的实时校正技术.这种技术充分利用FPGA的优点集成度高、速度快和易于实现复杂罗辑功能,设计出实时电镜畸变图象校正系统.采用硬件实现图象的畸变实时校正,不仅达到了减小系统光学结构体积、降低系统造价的目的,而且提高了诊断的准确性,改善了电镜系统的性能,使医用电子内窥镜在临床诊断和医学研究方面成为更加可靠和有效的手段.     

Solution for the nonuniformity correction of infrared focal plane arrays

Based on the S-curve model of the detector response of infrared focal plan arrays (IRFPAs), an improved two-point correction algorithm is presented. The algorithm first transforms the nonlinear image data into linear data and then uses the normal two-point algorithm to correct the linear data. The algorithm can effectively overcome the influence of nonlinearity of the detector's response, and it enlarges the correction precision and the dynamic range of the response. A real-time imaging-signal-processing system for IRFPAs that is based on a digital signal processor and field-programmable gate arrays is also presented. The nonuniformity correction capability of the presented solution is validated by experimental imaging procedures of a 128 x 128 pixel IRFPA camera prototype.     

改进的基于卡尔曼滤波的非均匀性校正算法

本文研究的对象是针对红外焦平面阵列探测单元响应的非线性对非均匀性校正精度的影响,提出了改进的基于卡尔曼滤波的非均匀性校正算法.该算法的研究方法是采用探测器响应的分段线性模型,对基于卡尔曼滤波器非均匀性校正算法进行扩展和改进,其结果能有效地克服红外焦平面阵列探测单元响应特性的非线性对校正精度的影响.实验结论表明,改进后的算法在一定程度上解决了探测器偏置和增益随时间漂移以及响应非线性影响非均匀性校正性能的问题,获得了较好的非均匀性校正效果.     

基于维纳滤波的红外焦平面非均匀性校正算法

针对焦平面阵列上各探测单元光电响应的非均匀性,本文使用了维纳滤波技术来实现红外焦平面阵列非均匀校正.该方法首先根据实际情况确定一个输出延迟,然后采用维纳滤波并借助前后帧信息对当前帧进行多次估计,最后取其均值作为此帧的最终校正结果.文中使用了真实红外图像对算法性能进行验证,由于能够充分利用过去和将来的场景信息,因而本算法可以有效地去除原图像上的固定图案噪声.     

基于读出电路结构的红外焦平面图像非均匀校正算法

为了改善基于图像配准的红外焦平面迭代非均匀校正算法的性能,在此基础上提出了一种新的红外焦平面图像非均匀校正算法.首先分析了真实图像的噪声规律,利用红外焦平面的读出电路结构特性建立了噪声模型.而后分两部分对算法原理进行分析,最后用仿真数据对算法的有效性给予了验证.通过与其他算法的校正结果比较,证实该算法具有收敛速度快、计算复杂度低,数据存储量小等优点.     

便携式 X-射线透视仪图像非均匀性分析及校正

从射线场强度的非均匀性、转换屏响应不一致性和 CCD 相机像元光电响应不一致性三方面对便携式X射线透视仪图像非均匀性的产生机理进行了理论分析. 并在此基础上建立了透视仪每个像元通道光电响应的数学模型. 基于该模型,提出了一种多点线性拟合校正算法. 给出了应用本方法校正前后的图像结果及标准差对比情况. 本方法已应用于便携式安检排爆 X-射线检测系统.