1.4 本章小结

  本章分析了目前红外成像系统非均匀性产生的原因和表现特征，对已有的几种非均匀性校正方法进行了详细的探讨，尤其是温度定标校正法，并详细比较了各种校正法的优缺点。尽管当前很多研究工作都集中于基于场景的非均匀性校正方法，而且提出一些基于场景的非均匀性校正方法，但是我们也看到基于场景的算法都要求场景中存在运动，并且在对当前图像进行校正时要用到先前图像的信息要求存储先前图像，不适合静止图像。而且它的计算量很大，在当前的技术条件下难以满足处理的实时性。所以，目前在商业上有推广价值的和在军事上能够实用的还是两点校正法。然后针对扫描型和凝视型热像仪分别进行了两点定标校正方法的算法探讨，继而对其算法进行研究。由于温度定标校正方法都是基于探测器光敏元的响应是线性定常的假设之上进行的，所以无法避免光敏元响应非线性对校正效果的影响，造成了剩余非均匀性的存在。文献综述

本文主要任务是研究红外图像非均匀性校正算法和效果评估。因此，在详细分析了红外焦平面非均匀性的产生原因、表现形式、校正方法、测试方法等，本文内容具体安排如下：

第二章研究和探讨红外成像系统的结构，以及焦平面非均匀产生的原因和详细分析，因为这是校正算法的基础，也是进一步研究算法和入手点。

第三章详细介绍了各种校正算法以及校正流程。其中重点探讨了几种温度标定校正法，因为该算法比较成熟，并且校正效果比较好，可以作为校正方法的典型以及基础。最后介绍了其他几种校正方法。

第四章 用一点校正法对非均匀性进行校正，并借助Matlab等工具对其进行算法仿真。

2 红外成像系统和焦平面非均匀性

2.1 红外成像系统介绍

  红外成像系统是利用被观察目标和环境之间存在温度辐射和发射率的差异由此产生的热对比度不同，将它的能量密度分布探测出来并且显示成图像。因为人眼的限制，人们无法观察到红外光，因此必须利用另外的显示工具来将红外光变成能被人眼观测到的可见光，并将它们变成可见图像显示出来。在红外成像系统当中，红外辐射先经过光学系统投射到探测器上，经过转换变成电信号，该电信号显示出辐射的强弱，再将电子信号显示在显示屏上，经过从电到光的转换后，就会得到能被人眼识别的可见光图像。

  根据红外成像系统的这些特点，研究者们制造出很多的红外探测器，如热敏型辐射探测器和半导体光电探测器。起初，研究者通过用单个探测元进行光机扫描并借助低温制冷器来实现对图像的探测，之后，人们又发明出二维焦平面阵列探测器，他自己带有信号读出电路，探测单元数目在一万以上。现在，又出现了smart凝视型阵列焦平面，这是第三代焦平面阵列，集成了后续信号处理电路。源.自/优尔·论\文'网·www.youerw.com/

  接下来将会介绍下红外成像系统发展史。红外成像系统有制冷型和非制冷型。制冷型分为第一代和第二代，第一代组成部分：红外探测器，光机扫描器，信号处理电路，视频显示器。这当中，红外探测器是这个系统最核心的部件。他是利用探测器通过光机扫描景物得到电信号，再经过光电转换变成可见光图像。但是第一代的性能无法提供很大，因为有元数的限制，且第一代和第二代的其他方面也有着很大的不同。第一代响应速度是us级而第二代是ms级，相差很大。在最近几十年，红外探测技术已经从单元和线阵过度到了TDI技术和InSb凝视型阵列。第二代主要使用的是N×M元的带信号处理功能的探测器，即IRFPA器件。这项技术正在向超高密集度探测元、高性能、小型化、高可靠性、非制冷方向发展。IRFPA具有辐射名、电荷存储和多路传输读出等功能比线阵技术性能更好。各个探测器单元的信号在转移脉冲的作用下迅速依次转移和处理，探测器将接受到光信号转换为电信号并进行积分放大、采样保持，通过输出缓冲和多路传输系统，最终送达监视系统形成图像。红外热像仪主要由红外探测器、探测器驱动电路板、FPGA处理板、DSP处理板以及电源板组成。