利用单片可编程系统对红外焦平面阵列进行实时非均匀性校正

针对红外焦平面阵列（IRFPA）非均匀性多点校正过程中涉及的数据量大,难于实现实时校正的特点,提出了利用Altera公司的单片可编程系统（SOPC）对红外焦平面阵列进行多点实时校正的方法。利用SOPC的Niosll处理器定制指令功能,实现了软件算法的硬件化,有效提高了红外焦平面阵列实时非均匀性校正速度。实验结果表明：对相同的多点校正算法,利用SOPC硬件实现算法的校正速度比TMS320C6201 DSP硬件快1．5倍,且校正过程简单灵活,图像效果理想,能够很好地满足红外焦平面阵列实时非均匀性校正要求。     

利用单片可编程系统对红外焦平面阵列进行实行非均匀性校正

针对红外焦平面阵列(IRFPA)非均匀性多点校正过程中涉及的数据量大,难于实现实时校正的特点,提出了利用Altera公司的单片可编程系统(SOPC)对红外焦平面阵列进行多点实时校正的方法.利用SOPC的NioslI处理器定制指令功能,实现了软件算法的硬件化,有效提高了红外焦平面阵列实时非均匀性校正速度.实验结果表明:对相同的多点校正算法,利用SOPC硬件实现算法的校正速度比TMS320C6201 DSP硬件快1.5倍,且校正过程简单灵活,图像效果理想,能够很好地满足红外焦平面阵列实时非均匀性校正要求.     

红外图像非均匀性实时校正的新技术

介绍了红外图像非均匀校正的基本方法,并以多点校正方法为例,利用DSP硬件具有强大的运算能力及灵活的可编程性,自动完成了图像的非均匀性实时校正.给出了校正系统的构成,描述了校正方法的实现过程.用像元数为128×128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,表明基于DSP的红外图像非均匀性实时校正系统实现的校正方法简单,效果理想.     

基于红外焦平面阵列读出结构的非均匀校正算法

空间固定图案噪声严重影响了红外探测器的成像质量,它主要是由于焦平面阵列上各探测单元对于同一辐照的光电响应不完全一致所造成。另外,多通道图像数据采集电路的非均匀性更加重了这种噪声。本文提出了一种基于红外焦平面阵列读出结构的非均匀校正算法,它将校正过程分成两步。首先利用恒定统计方法滤除由通道放大器引起的固定图案噪声,然后再将处理结果通过改进的神经网络方法,进一步校正由探测器响应而产生的非均匀性。由于该算法是递推进行,并且具有收敛速度快、计算复杂度低等优点,因此易于工程实现。文中详细阐述了算法的基本原理及其流程,并用仿真数据和真实红外数据对算法性能进行验证,取得了较好的效果。     

基于LabVIEW的红外图像非均匀性校正

在凝视红外焦平面成像系统的实际应用中,经常需要根据目标红外辐射强度改变探测器的积分时间,从而导致红外图像的均匀性明显变差.利用虚拟仪器技术,在LabVIEW中,先根据一点校正法,对红外图像进行积分时间校正,再利用两点温度校正法进行非均匀性校正.处理结果证明:提高了常用两点校正法的非均匀性校正能力.     

微偏振片阵列红外成像非均匀性产生机理及其校正

集成微偏振片阵列红外成像系统的偏振度图像对非均匀性高度敏感,不经非均匀校正的偏振度图像存在较大误差。为了校正微偏振片阵列红外成像的非均匀性,以入射光Stokes矢量形式,建立了光电转换基本过程的偏振像素模型,基于入射激励和辐射响应数据,分析了微偏振阵列与红外焦面联合作用下非均匀性产生机理。提出一种基于多次辐射测量的矩阵形式的非均匀性校正方法,该方法通过构造多组测量方程,求解偏振像元的增益矢量,由相邻四像元增益矢量组成超级像元的增益矩阵,结合Stokes矢量提取矩阵,逆向求解重构点的校正矩阵。实验数据表明:该方法比两点法降低非均匀性约5%~20%,有效改善红外偏振度图像质量。     

红外焦平面阵列的自适应非均匀性校正及硬件实现

针对长时间工作或环境剧烈变化时红外焦平面阵列(IRFPA)器件易产生条纹状非均匀性的问题,研究了在不遮挡成像视场条件下它的动态非均匀性校正( NUC)及其硬件实现技术.介绍了基于场景的改进恒定统计NUC (ICS-NUC)方法,即通过纵向通道间的统计量均衡策略实现对条纹非均匀性的抑制,并引入遗忘因子通过帧间迭代实现非均...     

一种非制冷红外焦平面探测器图像清晰化设计与仿真

针对非制冷红外焦平面探测器在成像过程中存在非均匀性、存在一定数量的盲元以及红外图像质量不高等问题，设计一种非制冷红外焦平面探测器图像清晰化的算法。首先采用两点校正法对焦平面阵列各像元的增益核偏移量进行校正，采用邻域替代法，利用帧内空间相关性对盲元进行补偿；然后对图像进行3×3的滑窗滤波，将滤波后的图像与经过拉普拉斯算子锐化后的图像进行叠加，使其图像细节得到增强；最后通过直方图均衡化调整图像的灰度。仿真结果证明，所设计的方法能够有效提高红外焦平面探测器的清晰度，增强图像的细节。     

基于非线性响应的红外焦平面阵列非均匀性自适应校正算法

针对红外焦平面阵列(IRFPA)使用过程中，非均匀性随时间和环境改变而发生缓慢变化及探测单元非线性响应带来的校正误差，提出一种基于非线性响应的IRFPA非均匀性自适应校正算法。该算法以探测单元非线性响应模型为基础，以校正误差的均方值最小为准则自适应消除响应参数的温度漂移，通过对初始响应参数进行优化选取，来实现算法的快速收敛和高精度校正。在介绍算法实现原理的基础上，推导出其数学模型，并给出实验结果。实验结果表明了算法的优越性。     

星上CCD成像非均匀性的实时校正

研究了时间延时积分(TDICCD)成像产生非均匀性的原因,基于两点校正算法探讨了星上图像非均匀性实时校正的可行性方案。鉴于工程一体化设计的要求,在常用的CCD时序处理器FPGA上实现了硬件实时校正。通过对相机均匀辐射定标,利用FPGA读取前32行TDICCD图像数据进行非均匀性等效灰度值(NUEDN)计算,根据工程经验,设定当NUEDN2时对数字图像进行非均匀性实时校正。硬件实时校正结果表明,均匀辐照下NUEDN可降至0.29。实验室动态目标滚筒成像试验表明,实时校正后TDICCD推扫成像均匀光滑,满足工程需要。     

红外焦平面阵列的盲元自适应快速校正

为实现红外焦平面阵列(IRFPA)盲元的自适应快速校正,本文设计了一种基于三梯度阈值检测的快速盲元校正方法。先通过优化L0范式的约束方程消除图中的非均匀条纹,排除干扰,再对水平、竖直和对角3个方向进行梯度阈值检测,找到盲元位置点,并与中值滤波结果进行点对点匹配,剔除误检测点,最后通过局部中值滤波完成盲元校正。依据盲元的缓变特性,通过合理更新盲元模板实现了单帧和序列图像的快速盲元校正。实验结果表明:相比于传统方法,本文方法的信噪比(SNR)和峰值信噪比(PSNR)提高了10~14dB,结构相似度指标(SSIM)提高了0.01~0.02,对图像中的随机和连续盲元的校正效果都很好,同时运算速度得到了大大提升,在保证图像质量指标的情况下速度提升了3~10倍,可以在到实际红外系统中实现动态检测和实时处理。     

两通道按列输出CMOS图像的非均匀性及校正方法

为确保航空遥感图像产品相对辐射质量,提出了一种对两通道按列输出CMOS(互补金属氧化物半导体)图像的非均匀性进行校正的方法。以美国仙童公司CMOS探测器CIS2521F为例,通过实验室积分球观测试验研究了暗电流噪声、平均灰度、两通道输出等因素造成的图像非均匀性;然后,基于实验室积分球观测数据,采用两点线性法,校正了由按列放大输出导致的列状条带噪声;接着,通过优化拼接线附近图像灰度差异统计结果,校正了两通道响应不一致造成的图像辐射差异。试验表明,单通道图像非均匀校正使积分球观测图像的平均非均匀度量值由4.4下降至2.4,两通道图像非均匀校正消除了两通道图像的目视差异。原始航空遥感图像经过非均匀性校正后,图像灰度均匀,能够满足遥感图像判读要求。     

CCD像素响应不均匀性的校正方法

从理论上分析了CCD暗电流和光电响应不均匀性产生的原因,根据光电响应模型提出了CCD像素光电响应不均匀性的校正方法,给出了像素光电响应不均匀性的校正系数用以计算校正量;并针对实际情况中干扰光的影响,提出了采用变波长去除干扰方法,对校正方法进行了修正;最后通过仿真对算法进行了验证.结果表明,能量和噪声的不同对算法的影响不大,校正量是随着光信号能量分布变化的,标定过程不受信号的影响,具有自适应性.该校正方法可以有效地减小CCD像素光电响应不均匀性带来的图像噪声.     

二维修正弹双核控制系统设计

为提升二维弹道修正精度,保证修正机构的实时性和可靠性,基于DSP和STM32二维弹道修正双核控制系统设计了一款控制器,对信息进行实时处理和计算,保证弹道修正控制功能的实现。首先详细介绍了控制器总体结构及关键功能模块,并依据控制系统工作流程进行软件设计,采用无迹卡尔曼滤波(UKF)对弹道数据进行处理,提升数据测量精度。接着对修正机构进行神经网络PID控制,提升系统实时性和可靠性。最后通过实验仿真进行验证。实验结果表明,该控制系统能满足系统各项设计要求。     

基于Steffensen迭代法的NURBS曲线插补算法

为了解决NURBS曲线参数插补及其实时性的问题,提出一种新的基于Steffensen迭代法的NURBS曲线参数快速求解方法。算法首先采用线性多步法进行精确的参数值预估,然后结合弓高误差、进给速度等加工条件进行自适应速度规划,再根据规划步长进行参数值迭代校正。算法不需求导,计算快速精确,满足加工精度和数控系统实时性要求。     

图像传感器不均匀性的实时补偿方法研究

介绍了图像传感器不均匀性实时补偿的方法。该方法以存储器函数变换技术为基础，提出一种针对图像传感器响应不均匀性问题的实时补偿技术，并结合其工作原理重点阐述了线阵器件的技术实现途径。该补偿技术可有效地提高图像传感器的响应不均匀性指标，具有在完成不均匀性补偿的同时实现非线性补偿的特点。