红外焦平面阵列的自适应非均匀性校正及硬件实现.docx

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2025-02-19 发布于山东
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第19卷第12期2011年12月

光学精密工程

OpticsandPrecisionEngineering

Vol.19No.12Dec.2011

文章编号1004-924X(2011)12-2985-07

红外焦平面阵列的自适应非均匀性校正及硬件实现

曹扬*,金伟其，刘崇亮，刘秀

(北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京100081)

摘要：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匀性的动态校正。描述了基于非制冷IRFPA组件在BF561DSP平台的ICS-NUC处理流程，并实现了ICS-NUC的均值法(IC-SA)和中值法(ICSM),从而有效地动态校正条纹非均匀性，提高红外图像质量。实验表明，经过ICS-NUC处理，减弱了红外图像的条纹噪声，使用ICSA和ICSM法使IRFPA组件的非均匀性从3.43%分别降低至1.82%和0.91%,连续运行4h后仍可使组件非均匀性从漂移后的5.05%降至0.92%。提出的方法为后续高性能热成像系统的研究和应用奠定了技术基础。

关键词：红外焦平面阵列；非均匀性校正；改进的恒定统计算法；数字信号处理中图分类号：TN215文献标识码：Adoi:10.3788/OPE2985

Adaptivenonuniformitycorrection

andhardwareimplementationofIRFPA

CAOYang*,JINWei-qi,LIUChong-liang,LIUXiu

(KeyLaboratoryofPhotoelectronicImagingTechnologyandSystem,MinistryofEducation,

SchoolofOptoelectronics,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)

*Correspondingauthor,E-mail:billcy@163.com

Abstract:InfraredFocalPlaneArray(IRFPA)iseasytoproduceafringenonuniformity(NU)whenitworksforlonghoursorinachangedenvironment.Aimingatthisproblem,adynamicNonuniformi-tyCorrection(NUC)methodwasproposedinnocoveringimagingfieldsanditshardwarerealizationtechnologywasinvestigated.Ascene-basedalgorithm,ImprovedConstantStatisticsNonuniformityCorrection(ICS-NUC)waspresented,inwhichthefringeNUwasreducedbybalancingthestatisticsofverticalchannels,andadynamicNUCwasrealizedbyusingaforgettingfactorininter-frameitera-tiveprocess.TheICS-NUCalgorithmflowbasedonanuncooled