基于场景的红外探测器非均匀性校正方法的分析

红外探测器中的非均匀性校正是红外成像系波器法三种基于场景的非均匀性校正算法,通过利用图像序列并依赖帧间运动对焦平面阵列的非均匀行进行校正,并与两点法比较,分析三种方法的优缺点.     

非制冷红外探测器非均匀性的校正方法

两点温度定标校正算法是非制冷红外探测器的有效的非均匀性校正技术。根据焦平面特性和两点算法,提出一种采用两级存储结构的现场可编程门阵列实现途径:流水运算,采用分级存储校正系数和并行结构运算部件。仿真和试验证明:这种方法具有高速、系数存储大容量、可扩展的特点,适合于大阵列非制冷红外焦平面的实时校正。     

一种红外焦平面阵列探测器的新型非均匀性校正电路

非制冷红外焦平面阵列（IRFPA）读出电路由于工艺制造或受环境条件的影响在正常运行时会产生非均匀性。本文针对传统电路存在非均匀性这一问题,设计了基于12μm像元的非均匀性校正电路,该新型非均匀校正电路采用共源共栅电流镜产生电流,并且通过调节比例电流支路输出不同比例的电流,加入放大器负反馈结构提高电流精度,对像元阵列产生的非均匀性进行补偿。在TSMC 0.18μm工艺条件下进行仿真测试,新型校正电路进行校正之后,校正电流为368nA,积分电流为44.24nA,积分电路（CTIA）输出电压为3.81V,积分时间缩短为255.43ns,在不同的温度条件下,非均匀性问题降为3%以下,输出电压更稳定,满足设计条件。     

红外焦平面阵列非均匀性校正算法研究

红外焦平面阵列( IRFPA)的非均匀性校正是提升红外系统成像质量的重要环节。非均匀性校正算法主要分为基于参考辐射源的标定类校正算法和基于场景的校正算法。将基于参考辐射源的标定类校正算法按线性模型与非线性模型进行详细分类,基于场景的校正算法按空域和时域进行详细分类。针对不同类特点,分别对上述算法进行了详细的分析及比较,为今后非均匀性校正算法的选择提供理论基础,并根据现有两类算法特点,提出算法未来的研究方向。     

基于时域高通滤波的非均匀性校正算法研究

实现红外焦平面阵列非均匀性自适应校正是红外探测系统研究中追求的重要目标,对提高红外探测系统的空间分辨率、温度分辨率、探测距离以及辐射量的正确度量具有重要意义.分析基于时域高通滤波的红外焦平面自适应非均匀校正算法的视觉神经机制以及滤波器的幅频特性.通过对实际红外图像的实验,提出正确选取时间常数是影响该校正方法最重要的因素.     

基于DSP的红外图像非均匀性校正技术的研究

分析了导致红外成像系统非均匀性的机理,介绍了红外焦平面阵列非均匀性校正的基本方法。采用两点校正和积分时间校正相结合的方法,利用TMS320VC5509A DSP完成了对红外图像的非均匀性实时校正。实验结果表明,本系统具有实时性好,实用性强的特点,能够满足红外焦平面成像系统的要求。     

基于引导滤波的红外图像条纹噪声去除方法

红外焦平面阵列中不同列像元在读出电路中对应不同的列通道,每个列通道内的放大器具有不同1/f噪声特征,导致生成图像中含有大量条纹噪声,降低成像质量.为了更好地去除红外图像中的条纹噪声,提出基于引导滤波的红外图像条纹噪声去除方法.首先利用运动图像得到模糊图像的列累加平均向量,然后利用引导滤波器从列累加平均向量中提取条纹噪声校正项,最后利用该噪声校正项对噪声红外图像进行校正.采用仿真和实际红外图像序列进行实验的结果表明,该方法在有效地去除红外图像条纹噪声的同时获得了较好的非均匀性校正效果.     

基于运动指导的红外焦平面非均匀性校正方法

针对红外焦平面阵列(IRFPA)非均匀性校正算法中基于场景类自适应校正算法存在的目标退化和伪像等问题,提出一种新的基于运动检测指导的自适应校正算法。该算法首先通过预处理为实时校正准备背景帧图像和坏元模板,接着根据前后两帧场景信息的运动方差,自适应地调整迭代步长,最后结合运动幅度更新增益校正系数,对图像实施校正。以含有弱小目标的实际红外图像序列进行仿真的结果表明,新算法有效地抑制了目标退化,消除了伪像;去除了固定图案噪声,具有自适应性。     

一种新型的非制冷红外机芯组件图像校正算法研究

非制冷红外探测器由于其结构简单、响应快等优势,在诸多领域得到广泛应用。然而由于结构和制作工艺等的限制,传统的非制冷红外焦平面阵列非均匀性校正方法并不能很好完成非均匀性校正任务,在挡片打开后画面会出现一层蒙纱感,严重影响图像质量,限制探测器的应用范围。从试验数据出发,对蒙纱感可能的来源进行分析,并针对其来源提出一种针对非理想因素的新型非均匀性校正方法,较好地对蒙纱感进行处理和补偿,极大提高成像质量。该方法操作简单,容易实现,在红外成像相关的应用上有重大意义。     

基于DSP的红外焦平面阵列实时非均匀性校正技术

针对红外焦平面阵列在进行非均匀性校正中所涉及的运算量和数据量庞大、实时处理难于实现的特点,采用TMS320C6000系列DSP两路数据通道的优势,输入输出数据采用不同的数据通道并行传输,利用EDMA传输方式无需CPU介入,充分利用DSP硬件的并行性和流水线进行非均匀性校正,以分段线性插值算法为例,详细阐述了硬件设计和实现步骤,并给出仿真结果,结果表明:基于DSP的实时非均匀性校正系统完全可以达到实时校正的要求.     

一种低噪声的生物微传感器CMOS读出电路研究

为提高生物微传感器的探测灵敏度,设计了一种低噪声的生物微传感器CMOS读出电路,提出了一种新型的相关双采样(CDS)电路.对读出电路的噪声进行抑制.在0.6μm CMOS工艺下,用Spectre仿真器对该电路进行了模拟,仿真结果表明,采用相关双采样的CMOS读出电路使传感器的输入输出转换具有良好的线性关系.     

相关双采样技术在航天相机中的应用研究

针对时间延时积分电荷耦合器件的视频处理电路,介绍了一种有效抑制噪声的技术——相关双采样技术;讨论了相关双采样技术的工作原理及其对时间延时积分电荷耦合器件读出噪声的滤除作用。实际中,采用一种新的相关双采样器件设计电路,并经过试验验证。通过采用该技术,使时间延时积分电荷耦合器件输出视频信号的信噪比S/N高达50dB。     

一种采用CDS电路的高精度温度传感器

采用相关双采(CDS)电路,设计了一种新颖的高精度温度传感器,该温度传感器可用于CMOS集成电路的过温检测。传感器的温度感应部分仅采用9个MOS管,其输出的包含温度信息的电流信号通过一个电容进行积分,随后采用CDS电路对积分信号进行消除kTC噪声和降低1/f噪声处理,并同时进行采样处理,得到与温度成正比的电压信号。该新型温度传感器与标准CMOS工艺兼容,且仿真结果表明其具有较高的性能。     

带CDS的CMOS APS图像传感器的研究

为了减小CMOS图像传感器的低频噪声(如KTC噪声和1/f噪声)和固定图形噪声,采用了相关双采样技术.用标准的1.5 μm P阱双层多晶硅双层金属的CMOS数字电路工艺,研制出512像素带相关双采样的CMOS有源像素图像传感器线阵.实验结果为灵敏度11 V/Lx.s均方根噪声为0.2 mV;动态范围为80 dB,直流功耗为10 mW.     

一种CMOS图像传感器列FPN抑制技术

介绍CMOS图像传感器列并行读出电路中,采用CDS电路以抑制像素FPN、复位噪声等,但导致列FPN的工作原理.为了消除列FPN,提出了一种仪器放大器配置的精确平衡差分输出的读出电路结构,再结合CDS技术,可有效地抑制像素和列FPN,改善图像质量.     

基于小波变换的图像增强新算法

传统的小波增强算法应用于光照不足或不均匀的图像时处理效果一般,针对该问题提出了基于小波变换的图像增强新算法。首先,对图像进行多级小波分解,得到尺度系数和多个层次的小波系数;然后,对不同层次的小波系数采用不同的增强算法进行处理,同时,对图像的尺度系数采用多尺度方法进行处理;最后,利用得到的小波系数和尺度系数进行小波逆变换。实验表明,该方法无论是增强效果还是抗噪性能都明显优于传统的图像增强算法,同时对光照不足或不均匀的图像具有较好的处理效果。     

传感器网络中高效的最小连通支配集求解算法

在无线传感器网络中,连通支配集被广泛应用于构建虚拟主干。由于求解最小连通支配集是一个NP难问题,许多近似算法被提出用于构建可用的最小连通支配集。针对当前近似算法存在的不足,我们提出了一个新的分布式近似构造算法—CDS-HG,该算法用层次图对无线传感器网络进行建模,算法用基于竞争的贪心策略从每一层选出最少的节点去支配下一层的所有节点。理论分析和模拟结果表明,CDS-HG算法产生的连通支配集是目前最小,并且其消息复杂度也是目前最低的。     

无线传感器网络中具有容错能力的连通支配集构造算法*

根据无线传感器网络中虚拟骨干节点极易失效的问题,建立了一个具有容错能力的连通支配集。首先提出了一种分布式连通支配集构造算法DACDS;然后在这个算法基础上,根据一般构造容错支配集的规则,提出了容错算法kCDS;最后根据该算法的缺点,对其作了一个改进,并对kCDS和改进kCDS算法进行了仿真。仿真结果表明,改进kCDS算法具有更好的性能。