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红外图像实时非均匀性校正技术研究

曹永超  
【摘要】: 红外成像技术具有广阔的应用前景,特别是在军事领域的应用.红外焦平面成像系统是红外成像技术发展的趋势,研制便携式、高清晰红外焦平面成像系统将具有重要的意义。 由于红外焦平面阵列在红外成像技术中的广泛应用,其各阵列元响应的非均匀性严重限制了红外成像系统的成像质量,因此对红外焦平面阵列进行非均匀性校正,获取高质量的红外图像成为红外成像技术应用的关键之一。而非均匀性校校正的数据量和运算量都很庞大,所以如何做到实时校正也是一个关键技术。 论文首先对红外焦平面阵列非均匀性进行了介绍,并对非均匀性的来源进行了分析,总结了目前主要的非均匀性校正算法及其原理,对这几种算法进行了分析比较,并就有些算法未考虑漂移和响应非线性的问题提出了改进方法。根据研究需要,本文研制了一套基于DSP的红外图像处理系统,详细阐述了此系统的设计思想以及具体设计工作,主要包括系统硬件设计和软件设计。在设计中采用了EDMA传输和流水线技术,经过系统试验,并对试验结果和速度性能进行分析,认为EDMA传输和流水线技术的使用显著提高了系统的性能,达到了对红外焦平面阵列进行实时非均匀性校正的目的,为进一步红外成像技术研究奠定了坚实的基础。 本文主要从数据搬运方法和校正算法实现两个方面提高系统性能: 第一、EDMA搬运数据并使图像传输和处理并行进行。EDMA传输的应用不仅提高了图像数据和校正数据传输速度,同时由于EDMA具有独立于CPU进行后台数据传输的能力,从而实现了数据传输,数据处理并行流水进行。 第二、为提高校正精度在校正中加入漂移校正部分,采用分段线性插值算法并合理选择标定点来弥补响应曲线的非线性。在运算过程中使用并行处理和软件流水线等技术提高了实时校正的速度,以满足红外成像系统实时非均匀性校正质量和速度的需要。


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