针对红外成像系统作用距离的评估,从红外目标探测原理出发,阐述了一种基于红外热成像仪NETD参数进行作用距离评估的模型。该模型采用MODTRAN大气模拟软件计算出不同气象条件下的红外传输透过率,实现对红外成像系统作用距离的有效评估。应用实例表明作用距离评估误差小于2 km,说明评估手段有效。

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的影响,利用探测器响应的非线性模型,对卡尔曼滤波非均匀性校正算法进行扩展和改进,以有效地克服响应非线性对校正精度的影响。该算法先对图像进行非线性压缩,转换为线性图像,再利用线性模型下的卡尔曼滤波算法实施非均匀校正,然后对其进行取指数操作,即得到原图非均匀校正后的图像。实验结果表明,该算法不仅继承了原算法利用场景信息来最优地更新校正参数的估计,解决了探测器偏置和增益漂移对校正影响,而且还在一定程度上解决了响应非线性对校正性能的影响,从而获得了较好的非均匀性校正效果。

探讨了红外成像系统实时信号处理算法、硬件结构等关键技术。提出了一种新的自适应两点非均匀性校正(ATPC)算法，该算法以快门为目标场景来实时更新校正参数，能有效克服红外焦平面阵列(IRFPA)响应随时间漂移导致的两点非均匀性校正算法失效问题。采用查找表结构来实现平台直方图均衡(PE)算法，并对PE算法进行了优化，降低了运算量和存储空间需求。硬件系统采用两片同步动态随机存储器(SDRAM)的乒乓缓存结构，在单片现场可编程门阵列(FPGA)上实现了IRFPA的ATPC和PE算法的并行操作。实验结果表明，对320×240的IRFPA，在50 MHz系统时钟下，帧频为60 Hz时系统工作良好，处理后的红外图像质量有了明显改善，系统结构简单便于小型化，能够满足实时动态检测及追踪需求。

利用计算机进行红外成像系统的仿真有助于系统的整体设计,同时也是评价系统性能的有力工具.人们在这一领域做了大量工作,并取得了良好的效果.文中概述了红外成像系统计算机仿真技术所采取的重要技术路线、研究方法和研究成果的现状,介绍并比较了现有的几个典型仿真模型,并提出了几点看法.

根据辐射学原理,并考虑到实际探测器的接收尺寸,对现有的关于Narcissus等效温差的计算进行了修正。可以在红外光学系统设计阶段评价其Narcissus效应的影响程度,并为红外热成像系统提供评价Narcissus效应的定量判据。