近年来, 红外成像技术在国内得到了迅猛发展。根据红外焦平面工作温度的不同, 热像仪可以分为制冷型和非制冷型两大类。制冷型热像仪的灵敏度高、性能优越、精度高, 但价格昂贵, 现主要用于**领域。某型制冷型热像仪在使用过程中, 若成像场景的温度变化较大或者工作于极端环境温度下, 在调节积分时间时, 图像会出现四角发白中间黑、四角发黑中间白的现象。首先在不同黑体温度下采集了不同积分时间下的红外图像数据。针对上述问题进行了现象复现, 然后分析了问题根源, 并根据两点校正原理提出了解决思路和办法。最后通过实验数据验证了该方法的正确性, 并总结了此类问题的解决方案。
红外成像 积分时间 两点校正 infrared imaging integration time two-point correction
1 天津市光电检测技术与系统重点实验室, 天津 300387
2 天津工业大学 电子与信息工程学院, 天津 300387
针对X射线线阵探测器像素响应不均而造成X射线图像产生竖条纹, 以及由探测器本身和外界产生噪声干扰的问题, 提出了一种新型的校正与滤波模型, 解决了传统校正方法因忽略噪声影响而使得校正完成后数据波动较大的问题。结合X射线特性及X射线线阵探测器的成像原理, 分析了像素响应不均时的输出特性及噪声, 建立了改进的两点校正算法与基于偏微分方程的半隐式差分滤波模型。实验证明, 分辨率为1×9 216的X射线线阵探测器在经过该模型校正后, 有效地解决了像素响应不均的问题, 抑制了噪声的影响, 在位深为16 bit的情况下, 平均均方误差低于五个灰度级, 提高了X射线图像检测的质量。
X射线线阵探测器 像素响应不均 两点校正 半隐式偏微分方程 X-ray linear array detector uneven response of pixel two-point calibration semi implicit partial differential equation 红外与激光工程
2017, 46(12): 1226001
1 海军装备部， 北京 100071
2 海军航空工程学院，山东 烟台 264001
一个完整的红外成像系统包含许多个子系统，每个子系统处理的信息不同。讨论了扫描图像的处理及重建过程，分析了用单点校正法、两点校正方法消除固定图形噪声的特点，讨论了将参考黑体加入扫描系统对系统的改良效果。最后系统地总结了图像处理和重建过程。
扫描图像 两点校正 图像处理 重建 scanning image two-point correction image processing reconstruction
1 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
2 西安电子工程研究所, 陕西 西安 7101007
针对目前红外搜索系统实用性较强的两点非均匀性校正存在难以实时跟踪图像非均匀的不足点, 提出一种新的基于两点非均匀性校正和基于场景的实时联合校正算法。该算法利用两点校正提供基础校正系数, 并充分利用红外搜索系统大数据量的特点, 对实时数据量进行统计、分析, 进而找出系统非均匀性随时间的漂移量, 解决只采用两点校正算法带来的红外图像退化的问题。多次试验证明, 采用联合非均匀校正算法的相对非均匀度由两点校正的5%降到了2%左右, 并具有时间稳定性, 获得了较好的校正效果。
红外搜索系统 非均匀校正 两点校正 场景分析 infrared search and track system(IRST) non-uniformity correction two-point method scene analysis
在红外图像信息处理中，首先要对采集到的图像信号进行预处理。以SOFRADIR公司的320×240元红外探测器芯片为例，介绍基于DSP处理器和FPGA的图像预处理系统的硬件设计，以及图像预处理非均匀性算法的研究。在图像预处理系统的硬件平台上，通过采用非均匀性算法中的两点校正法，对所采集到的红外图像信号进行预处理，取得了较好的效果，证明了硬件系统的合理性和算法设计的可行性。
红外图像预处理 非均匀性校正 两点校正 盲元 infrared image pre-processing non-uniformity correction two-point correction blind pixel
重庆邮电大学 信号与信息处理重庆市重点实验室, 重庆 400065
针对红外探测器输出12位像素深度响应, 而数字图像显示通常为8位的情况, 提出一种基于伽马压缩的非均匀性校正算法。该算法利用自适应伽马曲线将探测器输出的响应进行压缩, 然后基于两点校正对中低温图像和高温图像运用不同的校正系数进行校正。实验结果表明: 该算法的非均匀性校正效果好, 能够将传统两点校正方法校正后的残余非均匀性降低20%左右, 校正后的中低温图像细节信息丰富, 层次感强。
红外图像 伽马压缩 非均匀性 两点校正 infrared image Gamma compression nonuniformity two-points correction
1 光电信息控制和安全技术重点实验室， 河北 三河 065201
2 华北科技学院人文社会科学学院， 河北 三河 065201
充分利用了FPGA的硬件资源，提出一种采用电路逻辑设计的FPGA来实现两点校正；利用FPGA中的浮点加法器、浮点除法器、浮点乘法器，以及内部RAM、ROM存储器，可以实时计算校正系数，然后对线阵红外探测器进行非均匀性校正，保证了校正精度。同时，充分利用FPGA并行处理能力强的特点，使系数、图像数据的读取在一个时钟周期内完成。
线阵探测器 非均匀校正 两点校正 现场可编程门阵形列(FPGA) linear array detector non-uniformity correction two-point correction FPGA
天津大学 精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
非致冷红外焦平面阵列(IRFPA)固有的非均匀性严重制约了系统成像质量, 其输出动态范围大和监视器显示输出动态范围小也构成了矛盾。为解决这些问题, 采用了复杂可编程逻辑器件(CPLD)设计红外焦平面阵列输出驱动和视频编码芯片的显示时序, 以高速低功耗数字信号处理器(DSP)为核心, 实现了嵌入式红外图像实时采集与压缩校正硬件系统。提出了一种结合两点校正的灰度直方图统计阈值分段线性压缩变换算法, 并进行了实验。结果表明, 系统可以实时的对红外图像进行采集和压缩校正, 处理后图像的非均匀性得到很好的校正, 背景被抑制的同时目标和细节得到了增强。该方案简单可靠, 电路功耗较低, 可为小型化红外热像仪的研制提供参考。
应用光学电子学 红外焦平面阵列 实时处理 两点校正 灰度变换 applied optoelectronics infrared focal plane arrays real-time processing two-point correction gray scale transform DSP DSP
电子科技大学光电信息学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川 成都 610054
通过对IRFPA非均匀性产生的原因分析，提出了一种基于FPGA&FLASH的处理方案，能够实现对红外探测器输出图像进行校正处理。实验结果表明：该方案有效的解决了器件各探测单元的非均匀性，有效提高成像质量。
非均匀性 两点校正 FPGA FPGA FLASH FLASH nonuniformity two point correction
南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京 210094
针对非均匀性两点校正方法中精度不足、动态范围小的问题，首先研究焦平面探测器的实际响应模型“S”模型，分析介绍了两点校正算法原理，然后，阐述了黑体定标温度的选择和两点校正方法中的精度、动态范围之间的关系，并提出了基于二分法的定标黑体温度选择方法，最后，在实验中，通过FPGA和DSP硬件电路实现算法功能。实验验证，该方法在保证了两点校正的实时性高、算法简单的优点的同时，提高了两点校正的精度，扩大了其动态范围。
红外焦平面阵列 两点校正 非均匀性响应 定标温度 infrared focal plane arrays two-point correction non-uniformity calibration temperature
