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〈系统与设计〉红外图像非均匀性校正方法综述Ξ陈 锐,谈新权(华中科技大学电子与信息工程系,湖北武汉,430074)摘要: 红外图像的非均匀性是制约红外成像系统成像质量的限制性因素。
对国内外广泛应用的两点校正法进行了原理探讨,并阐述了恒定统计平均法、时域高通滤波器法和神经网络校正法等几种正在实验室大力研究的非均匀性校正技术。
关键词: 红外焦平面阵列; 非均匀性校正; 两点校正法; 恒定统计平均法; 高通滤波; 神经网络中图分类号:T N216 文献标识码:A 文章编号:100128891(2002)01200012031 概述红外焦平面器件是一种兼具辐射敏感和信号处理功能的新一代红外探测器,采用焦平面探测器的成像系统具有很多优点。
如果系统的探测器元数为N,理论上信噪比可提高N倍。
但由于各个探测器的响应度的不一致,导致红外图像的非均匀性,严重影响着红外传感器的成像质量,因此必须进行红外非均匀性校正。
补偿焦平面探测器非均匀性的方法有多种,但由于此类噪声的来源与瞬态噪声不同,不能采用通常的处理方法(帧Π场处理)。
因此抑制固有空间噪声比抑制瞬态噪声更困难,必须采用现代数据处理的方法。
到目前为止还没有找到适应性较强的算法,方法的研究都是面向某种特定条件和工作模式的。
目前探测器非均匀性校准方法主要有两点温度定标法(TPC)、多点温度定标法(ETPC)、恒定统计平均法(CSC)、时域高通滤波法(THPFC)和人工神经网络法(ANNC)等。
目前应用最广的是两点温度定标法和多点温度定标法。
以上多种方法可分为两大类:线性校正和非线性校正。
其中前三种属于线性校正技术,后两种属于非线性校正技术。
技术上线性校正相对非线性校正来说较为成熟。
2 非均匀性校正方法线性校正假设探测器单元的响应呈线性,y=ax+b(1)式中,x为某一探测器单元的输入信号,y为可测的输出信号。
如果能求出增益因子a和偏移因子b,就可求得无畸变的输入信号x。
改进的红外图像神经网络非均匀性校正算法摘要：红外焦平面阵列（IRFPA）像元响应存在不一致性，会严重影响红外成像系统成像的质量，实际应用中需要采用响应的非均匀性校正（NUC）技术。
传统的神经网络校正算法在校正结果中存在图像模糊和伪像的问题，影响人们对于目标的观察。
在分析了传统的神经网络性校正算法所出现问题原因的基础上，提出了有效的改进算法：用非线性滤波器代替传统算法中使用的均值滤波器。
算法改进之后所得到的校正图像，不仅在清晰度方面有明显的改善，而且有效的消除了传统算法中存在伪像的问题。
关键词：非均匀性；神经网络；模糊；伪像中图分类号：TN215 文献标识码：AImproved infrared image neural network non-uniformitycorrection algorithmAbstract：The responsive of infrared focal plane arrays (IRFPA) is different; it will affect the quality of imaging system seriously. Non-uniformity correction technology will need in practical application. The calibrated images have the problems of blurring and existing ghost artifacts when use the traditional neural network correction algorithm. And it is bad for the observation of the target. After analysis the reasons for the problems in the traditional neural network correction algorithm，proposed the improved algorithm. Replace the mean filter, which used in the traditional algorithm, by the nonlinear filter. The corrected image by the improved algorithm not only a marked improvement in clarity, but also effectively eliminate the problem of artifacts in traditional algorithms.Keywords：Non-uniformity; Neural network; Blurring; Ghosting artifacts0引言红外技术是20世纪初新出的一种不可见光技术，目前已被广泛应用于军事和民事领域，如红外探测，红外监视等。
红外成像电路非均匀性动态补偿技术研究发布时间：2023-03-03T05:41:25.274Z 来源：《中国科技信息》2022年10月19期作者：罗涛张兵[导读] 对三代制冷型红外探测器非均匀性来源进行了总结，对红外成像机芯中的竖条纹状非均匀性来源进行了分析罗涛张兵洛阳电光设备研究所，河南洛阳 471000摘要：对三代制冷型红外探测器非均匀性来源进行了总结，对红外成像机芯中的竖条纹状非均匀性来源进行了分析。
说明了探测器读出电路和信号采集电路是导致红外图像竖条状非均匀性的主要来源，采集电路温度漂移是导致红外竖条纹状非均匀性恶化的主要原因。
论证和实施了基于可调偏压的红外成像电路非均匀性补偿技术和红外电路温度漂移非均匀性补偿技术，对红外成像竖条纹状非均匀性进行补偿，经过试验验证，机芯图像非均匀性得到明显改善，图像竖条纹明显减弱，机芯环境适应性明显增强，图像非均匀性指标得到提升。
关键词：红外探测器；采集电路；温度漂移；非均匀性。
中图分类号：G632 文献标识码：A红外热成像系统是集成光学、机械、电子、半导体技术、控制等多学科的复杂系统。
因其利用物体热辐射被动成像，由于红外辐射的普遍性、被动性，探测距离远，隐蔽性好，因此被广泛应用于军事，民用等各个领域。
如微弱目标探测、导弹预警、红外制导，前视红外成像和辅助导航等领域。
红外图像非均匀性是评价红外成像系统的成像效果的指标之一，从红外成像系统来说，红外图像非均匀性主要来自于红外探测器自身带来的非均匀性，红外成像电路器件参数漂移引入的非均匀性，外界输入相关的非均匀性等。
红外焦平面探测器是红外成像系统的核心光电探测器件，传统的红外焦平面探测器读出电路采用的是多通道模拟信号以高阻输出的方式传送模拟信号[1]。
后端信号采集处理电路通过多路信号匹配电路，放大电路，滤波电路，AD采样电路转化为数字信号进行预处理。
竖条纹是红外图像非均匀性的常见表现形式之一。
对于制冷型模拟输出红外探测器而言，红外成像画面的竖条纹来源于探测器读出电路行列选择造成的输出通道之间的差异，以及后端信号采集电路不同通道之间的运放、电阻偏置和漂移差异，尤其是当采集电路所处工作环境温度变化时，采集电路不同通道之间的漂移差异会通过图像竖条表现出来。
第37卷，增刊红外与激光工程2008年6月V ol.37SupplementInfrared and Laser EngineeringJun.2008收稿日期：2008-06-09作者简介：李旭(6)，男，陕西子洲人，工程师，主要从事红外图像信号处理等方面的研究。
x @基于两点的红外图像非均匀性校正算法应用李旭，杨虎（中国空空导弹研究院，河南洛阳471009）摘要：红外焦平面探测器像元响应存在非均匀性，工程应用中需采用相应的非均匀性校正技术。
虽然基于场景的非均匀性校正算法很多，但两点校正算法仍是最为成熟和最容易实现的算法之一。
介绍了两点非均匀性校正算法,并对1×128线列红外探测成像系统基于FPGA 和DSP 平台，进行了工程实现及应用，效果良好。
关键词：两点法；红外焦平面；非均匀性校正；应用中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1007-2276(2008)增(红外)-0608-03Application of a nonuniformity correction algorithm forIRFPAs based on two pointsLI Xu,YANG Hu(ChinaAirborne Mi s sile Academy,Luoyang 471009,China)Abstr act:Method of nonuniformity correction (NUC)for infrared imaging system is used in the engineering,as nonuniformity of IRFPA.Although there are many scene-based NUC methods,the two-points correction method is one of easy and matured NUCs.T wo-pointscorrection is presented and applied in the engineering,based on FPGA and DSP .Key wor ds:T wo points;IRFPA;Nonuniformity correction;Application0引言红外焦平面探测器(IRFPA)是当今技术性能最先进的红外探测器，但由于受材料和工艺水平等原因所限，器件各探测单元响应的非均匀性较大，并且各探测单元响应特性曲线随着工作温度的变化都有差异，导致红外成像系统的图像存在非均匀性，影响红外成像系统实际使用的要求，因而在工程使用中IRFPA 器件都要采用相应的非均匀性校正技术[1]。
