湖北久之洋红外系统股份有限公司, 湖北 武汉 430223
现有国产非制冷红外探测器多采用挡板校正进行非均匀性校正, 影响了红外探测器的观测效果与目标搜跟。为了拓展红外探测器的应用方向与领域, 提出了一种国产非制冷红外探测器新型场景校正方法, 通过改进的神经网络场景校正方法去除高频非均匀性, 再通过时空联合的低频滤波去除低频非均匀性。应用该方法的某国产非制冷红外机芯, 工作1 h后图像非均匀性为0.5%。该方法具有良好的校正效果, 并且能够有效地抑制“鬼影”现象, 有利于减少红外成像系统的体积与功耗, 有利于国产非制冷红外探测器在航天、航空、**装备等多领域的应用。
非制冷红外 非均匀校正 红外成像系统 场景校正 非均匀性 uncooled infrared non-uniformity correction infrared imaging system scene correction non-uniformity
湖北久之洋红外系统股份有限公司, 湖北 武汉 430223
现有国产氧化钒非制冷红外探测器多采用挡板校正进行非均匀性校正, 导致结构复杂与图像中断, 从而影响探测器的正常使用。提出了一种新型无挡板非均匀校正方法, 首次结合基于定标校正与场景校正的非均匀校正方法, 实现了对非制冷红外探测器的无挡板校正。实验结果表明, 该方法能在开始校正后快速实现非均匀校正, 校正效果良好, 并且不存在传统场景校正方法存在的“鬼影”问题。该方法避免了红外成像系统的图像中断问题, 同时有助于减少红外成像系统的体积与功耗。
非制冷红外 非均匀校正 无挡板校正 红外成像系统 场景校正 uncooled infrared non-uniformity correction non-baffle correction infrared imaging system scene correction
1 西北工业大学 深圳研究院，广东 深圳 518057
2 西北工业大学 自动化学院，陕西 西安 710072
3 西安建筑科技大学 机电工程学院，陕西 西安 710075
4 上海航天技术研究院，上海 ，201109
5 北方广微科技有限公司，陕西 西安 710072
由于红外偏振焦平面的异构特性，在非均匀校正过程中需要考虑不同检偏通道的响应差异对整体校正效果的影响，其非均匀校正问题相较同构的普通红外焦平面更为复杂。针对红外偏振焦平面的非均匀校正问题，提出了一种基于场景偏振冗余估计的非均匀校正算法，通过对场景图像和由场景图像计算得到的偏振冗余估计图像进行统计，得到整个焦平面上所有像元响应在统计特性上的差异，然后分通道从两个方向对这些差异进行比较分析，得到更新后的增益校正系数，再通过辐射重定标抑制由于静止场景所造成的鬼影，得到当前状态下相机的增益校正系数。在这个过程中，通过偏振冗余估计评价之前的校正系数，自适应地实现增益校正系数的更新。最后使用真实场景数据进行测试，结果表明本文所提出的非均匀校正算法有效提高了所获取偏振图像的准确性。
红外偏振 偏振焦平面 非均匀校正 偏振冗余 infrared polarization polarization focal plane non-uniformity correction polarization redundancy
电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室, 河南洛阳 471003
非均匀性是影响数字微镜器件（Digital Micro-mirror Device, DMD）红外场景产生器投射红外场景质量的主要因素之一, DMD红外场景产生器必须经过非均匀性校正才能满足复杂环境下红外成像设备内场仿真试验的应用要求。给出了 DMD红外场景产生器的非均匀性校正流程；提出了一种更适合于现有测试条件的变尺度稀疏网格非均匀性测量方法；采用线性化和分段校正进行离线数据处理；采用“在线查表法”进行实时非均匀性校正。仿真结果表明: 经过变尺度稀疏网格测试法及非均匀性实时校正算法, 可将非均匀性降低至 0.5%左右, 显著提高了 DMD红外场景产生器的红外场景仿真质量。
红外场景产生器 数字微镜器件 非均匀校正 变尺度稀疏网格 infrared scene simulator, DMD, nonuniformity corre
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间新技术研究部, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为进一步抑制遥感图像的非均匀噪声,首先分析了空间遥感高光谱图像条带噪声产生的原因及噪声模型,进而提出一种基于窗口阈值判决的改进矩匹配算法。选取相对平坦,且条带噪声与背景对比较明显的区域进行阈值估算,并选取参考均值、标准差和条带阈值判决对条带噪声进行矩匹配处理。实验结果表明,所提算法的峰值信噪比相对传统方法至少提高了6.2163 dB,均方误差最小降低了5.9630,结构相似度至少提高了0.254。与传统方法相比,采用所提方法处理后的图像变异逆系数有所提高,图像横向梯度与标准差有所降低,该方法还去除了图像中的条带噪声,保留了原始图像的细节信息。
遥感 阈值判决 矩匹配 条带噪声 非均匀校正 激光与光电子学进展
2020, 57(8): 082801
1 沈阳理工大学 自动化与电气工程学院, 沈阳 110159
2 中国科学院沈阳自动化研究所, 沈阳 110016
为了提高红外成像质量的同时更大程度地保持纹理信息,提出一种多尺度分析和加权最小二乘法的条纹噪声非均匀性校正算法.该算法利用加权最小二乘法对图像进行平滑, 应用小波变换提取平滑图像的垂直分量, 并将其垂直分量替换为原始图像的垂直分量, 利用小波重构输出校正后的图像.算法能够精准地去除红外噪声, 而不会带来更加麻烦的“鬼影”问题.用该算法对多组不同红外图像数据进行仿真实验, 并与其他先进的红外条纹非均匀校正算法进行对比分析, 结果表明所提算法校正结果有较好的视觉效果和图像质量评估参数.
红外图像 非均匀校正 条纹噪声去除 加权最小二乘法 焦平面阵列 Infrared imaging Nonuniformity correction Strip noise removal Weighted least squares Focal plane array
1 昆明物理研究所，云南昆明 650223
2 微光夜视技术重点实验室，陕西西安 710065
3 中国兵器工业集团第 298厂，云南昆明 650114
红外成像已经广泛应用到**和民用当中；但由于受到制造工艺的限制，从红外焦平面得到的图像数据往往需要做非均匀校正。而不同的校正算法往往具有不同的特征和优缺点，为了能让红外成像技术研究者快速找到一种合适的非均匀校正算法，本文调研了国内外最新的基于场景的非均匀校正算法，并以基于高通滤波、基于统计和基于配准几大类的典型研究，分析了各类算法的优缺点，为相关的研究者提供参考。
红外焦平面 非均匀校正 高通滤波 统计估计 配准 infrared focal plane nonuniformity correction high-pass filtering statistical methods registration-based methods
1 中国科学院沈阳自动化研究所, 辽宁 沈阳 110016
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院光电信息处理重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
4 辽宁省图像理解与视觉计算重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
冷像是影响制冷型红外探测器成像质量的重要因素。虽然可以通过非均匀校正技术进行去除, 但当校正后的工作条件发生改变时, 冷像的影响又会显现出来。根据冷像产生的机理以及频率特点, 提出了一种基于时空估计的冷像校正算法。首先, 通过使用小波分解与重构对原始图像进行冷像噪声空间域估计; 然后, 利用自适应时域低通滤波获得冷像噪声的时间域估计; 最后, 利用原始图像与获得的冷像估计噪声做差完成校正过程。使用仿真和实际的红外图像序列进行实验, 结果表明所提算法能够有效地去除冷像噪声。
冷像 非均匀校正 小波分解与重构 narcissus effect non-uniformity correction wavelet decomposition and reconstuction 红外与激光工程
2018, 47(6): 0626003
1 中国科学院大学, 北京100049
2 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
3 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
基于黑体标定的红外焦平面校正方法, 当探测器工作积分时间与校正参数获取时的积分时间不一致时校正效果会变差, 究其原因主要是因为像元的响应输出随积分时间呈现一定的非线性, 传统黑体定标类的校正方法属于积分时间维度上的单点校正。针对该问题提出了一种自适应积分时间改变的非均匀校正方法, 该方法在辐射通量和积分时间两个维度上都进行多点校正, 从而有效解决了变积分时间时校正效果变差的问题。另外, 该方法直接存储原始黑体标定数据用于校正, 不需要存储增益及偏置校正系数。使用局部非均匀性均值作为校正效果的评价方法, 该评价方法更能反映校正后残差的局部特性。实验表明, 相对于传统方法, 该方法能够有效降低积分时间改变时校正后的图像非均匀性, 提高了黑体定标类校正方法的工程适用性。
红外焦平面探测器 非均匀校正 黑体标定 局部非均匀性 infrared focal plane array detectors non-uniformity correction blackbody calibration local non-uniformity 红外与激光工程
2017, 46(11): 1104001
