红外焦平面阵列变积分时间下的非均匀性校正

摘 要:
凝视红外焦平面成像系统中经常需要根据目标红外辐射强度来调节探测器积分时间,当积分时间变化后, 红外图像的均匀性明显变差。
本文探索了一种校正系数随着积分时间线性变化的焦平面非均匀性校正方法, 克服了需要存储较多校正系数的问题, 不仅使红外图像的均匀性得到较大幅度提高, 而且在修改积分时间的情况下图像均匀性不受影响。

1 引 言
在凝视红外焦平面成像系统的实际应用中, 经常需要根据目标红外辐射强度来修改探测器积分时间。
而对图像进行非均匀性校正以后, 即使效果良好, 若改变探测器的积分时间, 由于其读出电路、器件、放大电路的离散特性及工艺方面的差异, 图像的均匀性仍会明显变差。
这种现象本质上是由于各个探测单元输出电路对积分时间响应的非一致性引起的。
工程上积分时间修改的应用有两种, 一种是积分时间为固定档位值, 另一种是积分时间为动态的非固定档位值。
针对第一种应用可以在每个积分时间档位采用现有工程上使用较多且比较容易实现的方法———两点温度定标法计算各个积分时间点的校正系数, 但这种方法对于后一种应用, 显然不再适用。
对于第二种应用, 现有的方法是按照积分时间划分区间段, 每段区间内的积分时间点上的校正系数均使用区间内某个积分时间点上的校正系数代替, 这样处理的好处是实现起来很简单。但缺点在于只是通过积分时间分段校正弱化了修改积分时间对像元非均匀性的影响 , 但由于各个探测单元输出电路对积分时间响应的非均匀性依然存在, 因此校正模型与实际情况的误差较大, 校正效果不是很理想。
本文实现了一种校正系数反映积分时间变化的焦平面非均匀性校正方法, 不仅使红外图像的均匀性得到较大幅度提高, 而且修改积分时间图像均匀性不受影响。

2 积分时间对探测器响应的影响
探测单元的积分电路如图 1 所示, 外界辐射使得流过探测器的电流发生变化, 电流经过积分电路积分放大, 转化为电压信号输出, 最终表现出红外图像的像素的灰度值。
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