基于成像制導(dǎo)狀態(tài)的自適應(yīng)IRFPA非均勻性校正技術(shù)研究.pdf

1、隨著紅外焦平面陣列(IRFPA)技術(shù)的發(fā)展，IRFPA成像技術(shù)也獲得了迅速的發(fā)展，并在成像制導(dǎo)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，然而，陣列的非均勻性仍然是限制IRFPA成像系統(tǒng)性能的一個重要因素，因此，在實(shí)際應(yīng)用中必須對其實(shí)施校正。由于在大動態(tài)范圍下IRFPA響應(yīng)的非線性較為突出，以及探測器的響應(yīng)會隨時間的推移和工作環(huán)境的變化而發(fā)生緩慢飄移，從而使得非均勻性校正技術(shù)成為具有挑戰(zhàn)意義的課題。 本文針對：IRFPA器件在成像制導(dǎo)狀態(tài)下所面臨的

2、特殊情況，即輸入信號動態(tài)范圍大、環(huán)境條件復(fù)雜多變及工作幀頻高等問題，研究并提出五種基于場景的非均勻性校正算法及工程實(shí)現(xiàn)技術(shù)，解決或降低了上述問題對非均勻性校正的不良影響。具體為：針對焦平面陣列在大動態(tài)范圍內(nèi)的應(yīng)用，提出了具有雙重校正性能的校正算法——基于二次曲線模型的卡爾曼濾波校正算法，對焦平面陣列實(shí)現(xiàn)非均勻性和非線性雙重校正；針對焦平面陣列應(yīng)用在場景變化不充分的特殊環(huán)境，提出了基于圖像配準(zhǔn)技術(shù)的校正算法，所提出的算法不需要滿足各探測器

3、單元場景統(tǒng)計(jì)值相一致的條件，算法具有較好的收斂性：針對傳統(tǒng)基于場景統(tǒng)計(jì)的校正算法存在的不足以及為滿足實(shí)際應(yīng)用需要，提出了基于場景統(tǒng)計(jì)的非均勻性校正新算法，它較典型的統(tǒng)計(jì)校正算法具有更好的收斂性，且計(jì)算量小，所需內(nèi)存少，易于工程實(shí)現(xiàn)。另外，該算法也適合場景變化不充分下焦平面器件的非均勻性校正；針對多變的環(huán)境條件引起的焦平面器件響應(yīng)特性和穩(wěn)定性的變化，以及傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)校正算法難以消除低頻空間噪聲的不足，在利用小波對由非均勻性導(dǎo)致的空間噪聲進(jìn)

4、行頻率特性分析的基礎(chǔ)上，提出了兩種改進(jìn)的非均勻性校正算法——基于均值與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的校正算法及基于遞歸最小二乘法的校正算法。兩種算法都具有較強(qiáng)的非均勻性校正能力，其中，前一種算法較簡單，而后一種算法收斂性較好，跟蹤能力強(qiáng)，且能有效地抑制“人工虛影”和目標(biāo)退化現(xiàn)象的產(chǎn)生；此外，針對國產(chǎn)128×128 IRFPA器件實(shí)際應(yīng)用的具體要求，設(shè)計(jì)并研制了一套高幀頻的IRFPA成像信號實(shí)時處理系統(tǒng)，以對IRFPA成像信號實(shí)現(xiàn)實(shí)時非均勻性校正等成像