基于场景的IRFPA非均匀性校正算法研究.pdf

红外焦平面阵列（IRFPA）是一种应用在红外成像领域的核心技术。由于其结构紧凑、信噪比和灵敏度高，IRFPA成为最有发展潜力的红外成像器件之一。然而，由于材料和制造技术的限制，IRFPA普遍面临非均匀性问题，这个问题严重影响了红外成像的质量。因此，研究并开发有效的IRFPA非均匀性校正算法对于改善红外成像系统的性能至关重要。 非均匀性校正算法主要有两种类型：一种是基于场景的非均匀性校正算法，另一种是基于黑体定标的校正方法。基于场景的非均匀性校正算法不需要黑体定标，不影响系统的正常工作，并具有自适应性，因此越来越受到重视。 传统的时域高通滤波校正算法虽然能够校正图像的非均匀性，但容易导致“鬼影”现象出现，并且会引起图像的退化。因此，本文提出了时空滤波相结合的非均匀性校正算法。该算法首先使用全局滤波器将输入的非均匀性图像信息分解成空间的高频和低频两部分，然后利用高频成分来估计非均匀性校正参数。这种方法能够在去除非均匀性的基础上，避免产生图像的“鬼影”和退化。 矩匹配算法是一种常见的非均匀性校正方法，它通过调整红外图像的灰度分布来达到校正的目的。但是，标准矩匹配算法可能会在处理后产生严重的灰度畸变。为了改善这个问题，本文又提出了一种基于矩匹配的红外图像自适应非均匀性校正算法。该算法首先利用双边滤波器对非均匀性图像进行滤波，然后用滤波后的图像作为参考图像来估计校正参数。采用时域低通滤波器对矩匹配的红外图像进行迭代处理，从而实现自适应校正。实验结果显示，所提出的算法能够迅速有效地校正非制冷焦平面阵列的非均匀性，而且不会引起图像的畸变和“鬼影”。 在进行非均匀性校正算法研究的同时，本文还对IRFPA在实际应用中所面临的非均匀性问题进行了详细的仿真分析。这些分析不仅验证了所提出的校正算法的有效性，还为后续相关技术的研究提供了理论支持和实验参考。 关键词如“红外焦平面阵列”，“非均匀性校正”，“鬼影”，“全局滤波”，“矩匹配”，“双边滤波”等，都是与IRFPA非均匀性校正算法研究紧密相关的专业术语。它们指出了研究的主要内容和方向，并为非均匀性校正技术的发展提供了基础。 这项研究还体现了西安电子科技大学在电子与通信工程领域中的教育和研究实力。学位论文的提交和答辩是硕士研究生培养计划的重要环节，也是学生在学术研究方面成果的展示。通过学位论文的撰写和答辩，学生将所学的知识和研究成果总结成文，进一步巩固了研究能力，也体现了其学术水平。 在学位论文的原创性声明中，作者需明确表示论文是其在导师指导下独立完成的，未抄袭他人研究成果，除文中特别标注外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。关于论文使用授权的说明，则规定了学位论文知识产权的归属和使用范围，这反映了学校对于学术成果保护的制度安排。 基于场景的IRFPA非均匀性校正算法研究，不仅对推动红外成像技术的发展具有重要意义，也体现了高等教育机构在培养专业人才和进行科学研究中的积极作用。这些内容共同构成了对IRFPA非均匀性校正算法研究的深入理解和全面认识。