西安电子科技大学
硕士学位论文
基于FPGA的红外图像非均匀性校正方法的研究
姓名：曹敏
申请学位级别：硕士
专业：光学工程
指导教师：李庆辉
20070101
第二章红外焦平面阵列非均匀性基本理论分析！
第二章红外焦平面阵列非均匀性基本理论分析
２．１红外焦平面阵列非均匀性的定义
红外焦平面阵列有两种工作方式，扫描型和凝视型。红外焦平面阵列成像技术由于放弃了放大器与探测器单元一一对应的工作模式，对探测器的空间均匀性提出了更高的要求。由于许多无法控制的因素和工艺水平的限制，每个光敏元的响应率不可能完全一致，其直流偏置也不同，这种响应和偏置的非均匀性，使成像系统即使在均匀背景照射下输出的图像亮度也不一致，出现许多亮斑或条纹，即红外焦平面探测器中各探测单元辐射响应随空间位置发生变化，称为红外焦平面阵列的非均匀性（Ｎｍ，也称为空间噪声、固定图像噪声【１１ｌ。这种非均匀性导致系统的温度分辨率下降，使目标图像的质量受到严重影响【１２１，如图２．１所示。
（ａ）（ｂ）
图２．１非均匀校正前后的图像，ａ为校正前图像，ｂ为校正后图像
由上图可见红外焦平面阵列的非均匀性对目标红外图像质量的影响是很严重的，已经影响到对目标的识别。非均匀性问题严重影响了红外成像系统的灵敏度和探测性能，己经成为限制其在军事和民用方面应用的严重问题。为了更好的使用红外探测器并获得清晰质量的红外图像，红外焦平面非均匀性的消除是十分必要和重要的。
非均匀性没有一个统一的定义和度量方法，不同的定义侧重点不一样，只能反映某一方面的特性或比较适合系统的某些指标要求。下面介绍一些关于非均匀性比较常用的定义１２Ｊ。
定义１：在均匀入射辐射下，焦平面阵列像元中最大视频输出值与最小视频输出值之差同所有像元视频输出平均值的百分比。