摘要：为实现红外焦平面阵列(IRFPA)盲元的自适应快速校正,本文设计了一种基于三梯度阈值检测的快速盲元校正方法。先通过优化L0范式的约束方程消除图中的非均匀条纹,排除干扰,再对水平、竖直和对角3个方向进行梯度阈值检测,找到盲元位置点,并与中值滤波结果进行点对点匹配,剔除误检测点,最后通过局部中值滤波完成盲元校正。依据盲元的缓变特性,通过合理更新盲元模板实现了单帧和序列图像的快速盲元校正。实验结果表明:相比于传统方法,本文方法的信噪比(SNR)和峰值信噪比(PSNR)提高了10~14dB,结构相似度指标(SSIM)提高了0.01~0.02,对图像中的随机和连续盲元的校正效果都很好,同时运算速度得到了大大提升,在保证图像质量指标的情况下速度提升了3~10倍,可以在到实际红外系统中实现动态检测和实时处理。

摘要：中波或长波红外焦平面阵列有效像元率递减的变化趋势,必然是由制造工艺缺陷、特定的工作应力或环境应力引起的某种机理造成。根据红外探测器输出信号电压的数学模型,通过信号传输分析、性能评价测试数据统计分析,运用统计图形、响应曲线及输出信号电压灰度图等可视化手段,直观地呈现无效像元的类型、数量、位置、分布,以及像元信号电压、噪声电压和响应电压等无效像元特性。统计分析显示,像元中心距15μm的中波320×256探测器杜瓦制冷机组件,在使用过程中平均表观有效像元率相对于初始有效像元率减小1.07个百分点,平均有86.45%的表观无效像元为不稳定的闪元和漂移像元,设计和制造缺陷导致使用无效像元的响应直线呈水平状、响应电压趋于0,热适配引起的应力是造成线状分布使用无效像元簇的原因。提出用不同黑体温度条件下像元信号电压超出平均值±(6%~7.5%)的判别准则筛选识别无效像元的方法。

摘要：基于场景的盲元检测与补偿算法能有效地克服固定和随机盲元造成的图像亮点与暗点,提高探测器成像质量。通过将待检测图像分解为盲元目标和一般背景,建立迭代修正的背景预测模型提高预测准确度,并根据盲元和正常像元的残差能量统计差异完成单帧图像盲元检测。依据盲元缓变特征,利用建立的背景预测模型和盲元检测结果设计补偿算法,实现了单帧和序列图像的快速盲元补偿。结果表明:该算法对孤立和连续盲元均能准确检测,校正效果好,是一种有效、实用和易于软、硬件实现的在线检测及补偿算法。

摘要：目的红外数字TDI(time delay integration)先经过信号的模拟数字转换,再进行时间延迟累加,曝光方式比较灵活,能够提高探测系统灵敏度以及探测目标信噪比,在航空航天遥感应用领域具有广泛的应用,红外数字TDI通常采用扫描方式成像,既具有扫描成像的特点,其本身又是一个小面阵,在信息获取上具有扫描和凝视双重特性,在信息处理端,成像非均匀性是限制其成像质量的关键因素,降低输出图像的非均匀性,对开展目标探测、识别等研究和应用具有重要意义。方法通过分析成像系统的每个部分,建立成像输入输出模型,并讨论模型中各个参数对成像非均匀性的影响,指出优化系统非均匀性的途径;对图像非均匀性校正分为盲元补偿和有效像元的非均匀性校正,对盲元进行邻域像素替代和邻域像素平均的交替迭代补偿提高了盲元的补偿率,对有效像元分析了所有像元的响应特性,选择了曲线拟合的目标校正曲线对系统灰度输出与输入能量之间的非线性进行校正,并引入校正因子对非扫描方向上的非均匀性进一步校正。结果使用上海技术物理研究所研制的640×8中波红外数字TDI探测器进行了黑体定标验证,结果表明,在特定温度下的黑体成像经过校正后的非均匀性由19.44%下降到4.01%,外场实验获得的红外TDI图像上的横条纹明显减少和弱化。结论通过分析对目标场景成像从光信号到电信号的整个链路,得到影响成像非均匀性的具体参数,对红外数字TDI成像系统设计具有一定参考意义;使用本文方法对红外数字TDI成像进行了盲元补偿和非均匀性校正,成像非均匀性显著下降,验证了该方法的有效性。

摘要：两点校正算法是一种行之有效的红外图像非均匀校正方法.本文对两点校正算法进行了分析,并推导出了该算法的定点表示形式.利用FPGA在硬件上实现了该算法,内部采用流水线技术,校正系数存储在FPGA的片内存储器中并实现了盲元补偿.仿真和实验结果证明该设计是可行的,达到了预期效果。

摘要：在红外图像信息处理中,首先要对采集到的图像信号进行预处理。以SOFRADIR公司的320×240元红外探测器芯片为例,介绍基于DSP处理器和FPGA的图像预处理系统的硬件设计,以及图像预处理非均匀性算法的研究。在图像预处理系统的硬件平台上,通过采用非均匀性算法中的两点校正法,对所采集到的红外图像信号进行预处理,取得了较好的效果,证明了硬件系统的合理性和算法设计的可行性。

摘要：采用晶格匹配的平面型InP/In0.53Ga0.47As/InP外延材料,设计了一种大光敏元、带有保护环的InGaAs线列探测器。通过I-V测试、扫描电容显微技术(SCM)测试,研究并确定了线列器件的盲元与保护环结构之间的关系。通过设计改进,解决了器件的盲元问题。24×1InGaAs线列短波红外探测在室温20℃、-10mV偏压下,暗电流密度约5nA/cm2。将光敏芯片密封在集成了热电制冷器(TEC)的金属管壳内,组件工作温度5℃,探测器响应光谱在1.0μm^1.67μm范围,平均峰值电流响应率为1.3A/W,平均峰值探测率为3.4×1012 cm·Hz1/2/W,响应的非均匀性为1.5%。探测器经历一定条件的可靠性筛选试验后,性能未发生明显变化,并进行了航空机载成像应用,成像图片清晰。

摘要：利用虚拟仪器技术可以实现对探测器前放组合件测试系统等高精度测试系统的开发;系统以工控机为主控平台,结合自研的图像采集与处理单元、切换控制单元,利用虚拟仪器开发软件LabVIEW2011,实现对单个前放模块常温测试,对两发探测器前放组合件同时进行高低温、常温测试;对探测器盲元的检测做了详细的说明和分析;通过现场实际使用,证明了该系统测试精度高,完全满足了微弱小信号的测试,自动化程度高,测试速度快,实现了对测试数据、图表、图像的采集、保存和回放。