紅外圖像非均勻性實(shí)時(shí)校正算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、非制冷長波紅外焦平面陣列探測器具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定可靠、探測靈敏度高、噪聲等效溫差小等優(yōu)點(diǎn)，是紅外成像探測技術(shù)的重要發(fā)展方向，預(yù)期將在未來的國民經(jīng)濟(jì)和國防安全等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。
　　 在非制冷長波紅外探測器成像過程中，存在較強(qiáng)的圖像非均勻性、一定數(shù)量的盲元，同時(shí)圖像的對(duì)比度較差，這些成像缺陷對(duì)成像質(zhì)量產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，限制了非制冷長波紅外探測器的應(yīng)用范圍。本論文主要研究非晶硅非制冷長波紅外焦平面陣列圖像的非均勻校正、盲

2、元補(bǔ)償和對(duì)比度增強(qiáng)技術(shù)，并基于FPGA 對(duì)相關(guān)算法進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)。本論文的設(shè)計(jì)方案是首先對(duì)獲取的圖像進(jìn)行盲元檢測，然后采用帶動(dòng)態(tài)漂移校正的兩點(diǎn)法來完成非均勻校正并同時(shí)進(jìn)行盲元插值，最后采用三段線性拉伸法來完成對(duì)比度增強(qiáng)。為了高效穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)上述算法，本論文采用FPGA 對(duì)上述算法進(jìn)行硬件電路實(shí)現(xiàn)。在紅外圖像的非均勻性實(shí)時(shí)校正的硬件實(shí)現(xiàn)過程中，合理高效的流水設(shè)計(jì)是保證系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的關(guān)鍵技術(shù)。本文在實(shí)時(shí)處理中的流水級(jí)主要包括數(shù)據(jù)加載級(jí)，非均勻校正

3、級(jí)和對(duì)比度增強(qiáng)級(jí)。此外，本論文還通過適當(dāng)?shù)靥幚韺?duì)比度增強(qiáng)參數(shù)，大大地減少了系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)空間的消耗，同時(shí)保證紅外圖像非均勻校正系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，從而顯著地降低系統(tǒng)的功耗，減小整機(jī)體積，提高系統(tǒng)的繼航能力和使用靈活性。
　　 通過實(shí)測數(shù)據(jù)和ModelSim等軟件的電路仿真，本文對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證和測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，系統(tǒng)采用的算法簡單、有效，能夠適應(yīng)較寬的目標(biāo)和工作環(huán)境溫度范圍；而基于FGPA的硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)，則具有高性能、高計(jì)算精