红外图像实时非均匀性校正技术研究及硬件实现

摘要

红外焦平面阵列在红外成像技术中有着广泛的应用，但是其各阵列元响应的非均匀性严重限制了红外成像系统的成像质量，因此，实时的非均匀性校正是红外焦平面阵列应用的关键技术之一。 本文分析了红外图像的特征，研究了红外成像系统非均匀性产生的原因及其特点，并经过大量实验，得到了探测器的响应非线性曲线；在分析常用的非均匀性校正算法及存在问题的基础上，结合探测器的非线性模型对两点校正算法进行改进，提出了基于探测元响应非线性的两点压缩校正算法；对算法在进行仿真实验的基础上进行了优化并通过了硬件实现。 通过与传统的校正算法进行比较，验证了本文提出的算法不仅具有两点校正法运算量小、处理速度快、实时校正容易实现的优点，而且具有多点校正法图像清晰度高、残留非均匀性小的优点。利用硬件实时实现该算法，取得了较满意的效果。 总之，本文提出的基于探测元响应非线性的两点压缩校正算法不仅易于硬件实现，而且能够得到高质量的红外图像，很好地满足了红外成像系统实时非均匀性校正的需要。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2红外热成像技术的国内外发展现状

1.3红外热成像技术概述

1.4本文的主要工作

2红外图像的特征、非均匀性的概念及产生原因

2.1红外图像的特征

2.2红外图像非均匀性的基本概念

2.3红外图像非均匀性产生的原因

2.4红外焦平面阵列探测器(IRFPA)简介

2.5红外图像非均匀性校正的意义

2.6盲元的检测及补偿

3红外图像非均匀性校正的基本算法

3.1非均匀性校正算法概述

3.2基于红外参照源的校正算法

3.2.1一点校正法

3.2.2两点校正法

3.2.3多点校正法

3.3基于场景的非均匀性校正算法

3.4本章小结

4基于探测元响应非线性的两点压缩校正算法及硬件实现

4.1基于探测元响应非线性的两点压缩校正算法原理

4.1.1焦平面探测器单元的实际响应曲线

4.1.2基于探测元响应非线性的两点校正算法原理

4.1.3压缩校正的思想

4.2基于探测元响应非线性的两点压缩校正算法的仿真效果

4.3基于探测元响应非线性的两点压缩校正算法的硬件实现

4.3.1处理器框架

4.3.2器件的选择与介绍

4.3.3算法的实现过程

4.4各种校正方法比较

4.4.1校正后残留非均匀性的比较

4.4.2校正速度的比较

4.5图像的综合处理

4.6本章小结

结束语

致谢

参考文献