红外焦平面阵列实时信号处理.ppt

第11章红外焦平面阵列实时信号处理 章节内容 11 1影响红外成像质量的因素11 2红外焦平面阵列的非均匀性校正算法11 3盲元的检测和替代11 4自动增益控制 11 1影响红外成像质量的因素 11 1 1响应的非均匀性PtSi型IRFPA的非均匀性可做到小于1 HgCdTe和InSb型IRFPA的非均匀性为10 左右微测辐射热计IRFPA的非均匀性可达20 11 1 2响应的漂移特性工作条件的改变引起了响应漂移 如环境温度的波动 偏置电压的变化都可以导致IRFPA响应的漂移11 1 3盲元 11 1影响红外成像质量的因素 11 1 4红外场景的对比度目标和背景的温度差别决定红外图像的质量 定义 辐射功率对温度的微分和辐射功率的比值 11 1 4红外场景的对比度 波段内黑体辐射对比度随温度变化曲线 11 1 5红外图像信号的特点 1 红外图像中包含固定图案噪声 影响人眼视觉的亮点和暗点 2 红外图像对比度低 空间相关性强 视觉效果模糊 3 红外热图像反映了景物的温度分布 缺少立体感 4 由于热成像系统的探测能力和空间分辨率低于可见光CCD阵列 红外图像的清晰度低于可见光图像 5 红外图像必然存在漂移噪声 热噪声 Johnson噪声 1 f噪声等 11 2红外焦平面阵列的非均匀校正算法 算法分类 温度定标算法 基于场景的算法 一点温度定标算法两点温度定标算法多点温度定标算法 时域高通滤波场景运动估计Wiener滤波和Kalman滤波 11 2 1基于定标的校正算法 假定焦平面的单元的响应为线性 11 2红外焦平面阵列的非均匀校正算法 为入射到第 i j 个焦平面单元的辐照度 Xij 为第 i j 个焦平面单元的输出信号 Gij为直线的斜率 Oij为直线的截距 11 2红外焦平面阵列的非均匀校正算法 11 2 1基于定标的校正算法 S1 S2 S1 S2 1 2 11 2红外焦平面阵列的非均匀校正算法 11 2 1基于定标的校正算法 S2 S1 11 2红外焦平面阵列的非均匀校正算法 11 2 1基于定标的校正算法 S2 S1 11 2红外焦平面阵列的非均匀校正算法 11 2 1基于定标的校正算法 选择两个定标点 1 2 11 2红外焦平面阵列的非均匀校正算法 11 2 1基于定标的校正算法 两点定标校正后的信号输出为 11 2红外焦平面阵列的非均匀校正算法 11 2 1基于定标的校正算法 采用最小二乘线性回归求取参数 11 2红外焦平面阵列的非均匀校正算法 11 2 1基于定标的校正算法 最小二乘法线性回归由参数拟合公式 2温度定标校正算法 2 两点温度定标算法 标定技术获取校正系数的过程 1 调节热成像系统 使焦平面通过光学系统与平面黑体源对准 保证黑体平面成像于焦平面上 并充满焦平面的整个视场 2 调节黑体辐射源的温度到TL 测量焦平面每个像素的响应值 每个像素测试N组 求出每个像素在TL下的平均响应值以及所有像素的响应平均值 3 调节黑体辐射源的温度到TH 测量焦平面每个像素的响应值 每个像素测试N组 求出每个像素在TH下的平均响应值以及所有像素的响应平均值 4 计算每个像素的增益校正系数和偏移校正系数 并将其存储在查找表内 以供校正时取用 11 2 2两点定标和运动补偿相结合的综合校正方法 图11 3两点定标和运动补偿相结合的综合校正方法流程图 11 2 3LMS自适应非均匀性校正算法 11 2 3LMS自适应非均匀性校正算法 11 3盲元的检测和替代 图11 20盲元和正常像素的输出信号波形比较 11 3盲元的检测和替代 帧内4邻域替代方式