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基于轻量化多尺度下采样网络的红外图像非均匀性校正算法
1
作者 牟新刚 朱太龙 周晓 《红外技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期501-509,共9页
红外成像系统常由于探测单元的非均匀性导致成像结果出现条纹噪声。基于深度学习的红外图像非均匀校正算法为取得较好的校正结果,通常采用复杂度高的网络结构,导致计算量庞大。本文提出了一种轻量化网络的红外图像非均匀校正算法,并针对... 红外成像系统常由于探测单元的非均匀性导致成像结果出现条纹噪声。基于深度学习的红外图像非均匀校正算法为取得较好的校正结果,通常采用复杂度高的网络结构,导致计算量庞大。本文提出了一种轻量化网络的红外图像非均匀校正算法,并针对Unet网络的编码过程设计了一种轻量化多尺度下采样模块(Lightweight Multi-scale Downsampling Module,LMDM)。LMDM通过像素拆分和通道重构实现特征图下采样,利用多个串联的深度可分离卷积(Depth-wise Separable Convolution,DSC)实现多尺度特征提取。此外,该算法引入轻量化通道注意力机制用于调整特征权重,实现更好的上下文信息融合。实验结果表明,与对比算法相比,本文提出的算法在保证校正图像纹理清晰、细节丰富和边缘锐利的前提下,内存占用降低70%以上,红外图像处理速度提升24%以上。 展开更多
关键词 红外图像 非均匀性校正 深度学习 轻量化 多尺度特征提取
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非制冷红外无挡片非均匀性校正方法
2
作者 黄源飞 黄华 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2198-2216,共19页
受成像原理及加工工艺的限制,非制冷红外探测器存在严重的非均匀性,为了提升红外成像质量,必须对图像进行非均匀性校正。依据成因和分布特点,该文将红外非均匀性分为低频非均匀性、散粒非均匀性和条纹非均匀性3类,并从探测器的光学系统... 受成像原理及加工工艺的限制,非制冷红外探测器存在严重的非均匀性,为了提升红外成像质量,必须对图像进行非均匀性校正。依据成因和分布特点,该文将红外非均匀性分为低频非均匀性、散粒非均匀性和条纹非均匀性3类,并从探测器的光学系统、热敏材料、放大电路等方面探究了非制冷红外成像非均匀性的形成机理。之后,该文系统性地总结目前无挡片非均匀性校正方法,根据方法的工作原理,将其归纳为基于统计的、基于滤波的、基于优化的和基于学习的非均匀性校正方法4类,并根据每类方法在处理不同非均匀性时的特异性进行梳理和总结。最后,本文对现阶段非制冷红外无挡片非均匀性校正方法存在的问题进行了回顾和总结,并对面向实际应用的非均匀性校正方法发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 非制冷红外成像 非均匀性校正 成像机理 图像去噪
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提高局部信噪比的单帧红外图像非均匀性校正方法
3
作者 赵云 朱鑫鑫 +1 位作者 桑苗苗 何宇 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2023年第10期114-119,共6页
针对红外图像存在的非均匀性问题,从理论上对非均匀性产生的原因进行了分析。对基于SG滤波预处理的无模型图像校正EM算法进行改进,提出了一种提高局部信噪比的单帧图像校正方法。设计了对比实验,在红外目标、暗弱目标和云层背景场景下,... 针对红外图像存在的非均匀性问题,从理论上对非均匀性产生的原因进行了分析。对基于SG滤波预处理的无模型图像校正EM算法进行改进,提出了一种提高局部信噪比的单帧图像校正方法。设计了对比实验,在红外目标、暗弱目标和云层背景场景下,该方法能使红外图像的非均匀性(NU)分别降低56.869 3%,85.938 4%和87.886 3%,同时,LSNR分别提高了3.687 7 dB,0.256 9 dB和3.553 1 dB。最后在非均匀背景上叠加高斯分布的目标进行模拟,探讨了目标大小与滤波窗口的关系,得到了滤波窗口与红外小目标的近似关系为H≈4.6*S_T+0.3,从实际工程应用上确定了该方法滤波窗口初值的选取。结果表明,所提方法能在LSNR最大的前提下,利用单帧红外图像的场景信息对非均匀性进行有效校正。 展开更多
关键词 红外图像 非均匀性校正 局部信噪比 SG滤波
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基于侧窗滤波改进的神经网络非均匀性校正算法
4
作者 黎明清 王宇庆 孙海江 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1567-1579,共13页
在红外焦平面阵列探测器(IRFPA)非均匀性校正问题中,传统的神经网络算法会出现图像边缘模糊、对比度低、“鬼影”等现象。针对此类现象,本文提出一种基于侧窗滤波改进的神经网络非均匀性校正算法。该算法首先对输入图像采用侧窗滤波获... 在红外焦平面阵列探测器(IRFPA)非均匀性校正问题中,传统的神经网络算法会出现图像边缘模糊、对比度低、“鬼影”等现象。针对此类现象,本文提出一种基于侧窗滤波改进的神经网络非均匀性校正算法。该算法首先对输入图像采用侧窗滤波获得期望图像,在去除非均匀性噪声的同时保护目标边缘细节达到提升图像质量的效果。在此基础上,通过饱和非线性函数抑制校正参数局部发散,能够有效避免校正后图像出现‘鬼影’问题。实验结果表明,使用本文提出的算法能够有效去除图像中的非均匀性噪声,且无明显“鬼影”现象。在3组测试图像序列中,平均图像粗糙度降低了30.17%。在实验计算机上连续处理400帧图像序列最大耗时为37.4170 s,较基于双边滤波改进的对比算法耗时减少了95.05%,较基于小波主成分分析的对比算法耗时减少了45.81%。本文算法在非均匀性校正效果和算法运行效率方面具有明显优势,为小算力、低功耗移动平台实现实时非均匀性校正提供了新的研究思路。 展开更多
关键词 红外焦平面阵列 非均匀性校正 侧窗滤波 神经网络
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时空域自适应滤波非均匀性校正算法
5
作者 郭玉婷 贾晓洪 +1 位作者 李丽娟 刘俊明 《红外技术》 CSCD 北大核心 2023年第5期482-487,共6页
由于红外焦平面探测器受到制造工艺等限制,图像不可避免地会存在非均匀性。传统神经网络算法会留下“鬼影”的问题,本文改进传统神经网络算法,利用引导滤波图像作为期望模板,防止图像的边缘被滤波器平滑。当场景运动时,通过时域迭代的... 由于红外焦平面探测器受到制造工艺等限制,图像不可避免地会存在非均匀性。传统神经网络算法会留下“鬼影”的问题,本文改进传统神经网络算法,利用引导滤波图像作为期望模板,防止图像的边缘被滤波器平滑。当场景运动时,通过时域迭代的策略来不断进行非均匀性校正参数的更新。为了抑制算法中常见的鬼影现象,设计了基于空域局部方差和时域场景变化率相结合的自适应学习率,利用前后的校正参数自适应调整阈值。实验仿真表明,本文所提的算法相比于传统算法均方根误差下降45.45%左右,可以在校正图像非均匀性的同时很好地抑制“鬼影”现象。 展开更多
关键词 红外焦平面 非均匀性校正 基于场景 神经网络 引导滤波
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基于场景的扫描线非均匀性校正算法
6
作者 蔡竞晨 许静 +1 位作者 李江勇 刘纪洲 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1690-1695,共6页
目前扫描红外热像仪有着广泛的应用,且一般采用基于定标的非均匀性校正方法;该类方法不能有效地校正图像中出现的扫描线。针对这一问题,本文对扫描线的表现进行分析,提出了一种基于场景的非均匀性校正算法,该算法采用图像像素点邻域标... 目前扫描红外热像仪有着广泛的应用,且一般采用基于定标的非均匀性校正方法;该类方法不能有效地校正图像中出现的扫描线。针对这一问题,本文对扫描线的表现进行分析,提出了一种基于场景的非均匀性校正算法,该算法采用图像像素点邻域标准差作为基础,通过类标准差对图像的差异信息进行计算,能够排除复杂场景的干扰,成功地识别扫描线,并对扫描线提取补偿。该算法计算简单,可以根据场景进行自适应校正,校正效果显著,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 扫描红外热像仪 基于场景的非均匀性校正 扫描线
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基于FPGA的红外图像非均匀性校正系统设计 被引量：1
7
作者 郑洪波 邱晓庆 +1 位作者 张浩平 黄茂潼 《红外》 CAS 2023年第9期8-15,共8页
红外成像技术在众多领域得到广泛应用,但设计和制造工艺存在的非均匀性现象严重降低了红外图像的成像质量。针对这一问题,设计了一种基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的红外图像校正系统。该系统采用两点校正... 红外成像技术在众多领域得到广泛应用,但设计和制造工艺存在的非均匀性现象严重降低了红外图像的成像质量。针对这一问题,设计了一种基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的红外图像校正系统。该系统采用两点校正法对某国产短波探测器的像元增益和偏置进行更新,然后利用3σ算法实现盲元点的检测并利用邻域替代的思想进行盲元校正,通过将盲元点周围的有效像元值按比例替代盲元像元来降低运算复杂度。在基于XC5VLX110T型FPGA的硬件系统上进行实验。结果表明,所设计的红外图像校正系统改善了图像的非均匀性,提高了成像质量且成像速度快。此外,丰富的余量资源使得系统具有较好的扩展性。该系统在红外图像处理方面具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 非均匀性校正 盲元检测与校正 红外图像 现场可编程门阵列
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焦平面偏振器非线性响应的非均匀性校正研究
8
作者 任佳敏 《中国新技术新产品》 2023年第21期53-55,共3页
由于现有的校正方法校正确率低,像元响应不一致性高,因此该文研究了焦平面偏振器非线性响应的非均匀性校正方法。在共源电流中形成补偿电路,根据比例补偿电流支路,使反馈结构产生校正电流并形成明盲像元阵列,获得稳定输出信号。采集标定... 由于现有的校正方法校正确率低,像元响应不一致性高,因此该文研究了焦平面偏振器非线性响应的非均匀性校正方法。在共源电流中形成补偿电路,根据比例补偿电流支路,使反馈结构产生校正电流并形成明盲像元阵列,获得稳定输出信号。采集标定点,计算设计偏置系数,运用自适应校正法校正焦平面偏振器非线性响应,当响应元入射场景均值一致时处理低频噪声。将高频增益结果带入校正公式,完成非均匀性校正。试验结果表明,试验组的校正正确率为100%,降低了像元响应不一致性,取得了良好的校正效果。 展开更多
关键词 非均匀性校正 焦平面偏振器 响应 非线性
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一种基于定标的非均匀性校正改进算法
9
作者 韩璐 李桂芝 《舰船电子工程》 2023年第3期193-197,共5页
红外焦平面阵列的非均匀性,严重影响了红外成像系统的图像质量和辐射测量精度,因此,必须进行非均匀校正(NUC)。论文提出了一种基于定标的NUC改进算法,以单点定标和两点定标为基础,保留了校正偏置系数稳定性和响应参数一致性的优势。通... 红外焦平面阵列的非均匀性,严重影响了红外成像系统的图像质量和辐射测量精度,因此,必须进行非均匀校正(NUC)。论文提出了一种基于定标的NUC改进算法,以单点定标和两点定标为基础,保留了校正偏置系数稳定性和响应参数一致性的优势。通过实验对改进算法NUC效果进行验证,结果表明:改进算法与两点定标相比,校正效果更好;所有像元非均匀性数值波动更小、NUC精度更高;焦平面阵列灰度分布尖峰较少、灰度均匀度较好、NUC改善效果显著。 展开更多
关键词 红外焦平面阵列 非均匀性校正 单点定标 两点定标
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基于黑体的自适应选点多点非均匀性校正
10
作者 李亚宸 薛文恺 +1 位作者 孔羚宇 黄江涛 《云光技术》 2023年第2期42-52,共11页
红外成像受探测器材料工艺的不足、读出电路的非均匀性、温度和光学结构的影响,具有非均匀性,原始的红外图像需要进行非均匀性校正。非均匀性校正一般分为基于定标和基于场景两种,其中基于定标的两点校正得到了广泛的应用。本文基于现... 红外成像受探测器材料工艺的不足、读出电路的非均匀性、温度和光学结构的影响,具有非均匀性,原始的红外图像需要进行非均匀性校正。非均匀性校正一般分为基于定标和基于场景两种,其中基于定标的两点校正得到了广泛的应用。本文基于现有的基于定标的校正算法,分析探测器响应曲线,提出一种基于三阶多点校正算法,既能更好的拟合探测器相应曲线,又能更好的校正离散点。对于所需要定标点,与待校正图像进行自适应的对比选点,选出待校正图像温度附近效果最好的点,最终计算量大大降低,且精度和准确率得到了一定的提升。 展开更多
关键词 红外图像 非均匀性校正 多点校正 自适应
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等线某型热像仪非均匀性校正自动化调试系统研究
11
作者 钱程 付天 +7 位作者 张建新 魏银聪 刘建岗 王秀楠 李东 张瑞君 梁邦新 杨坚 《云光技术》 2023年第1期24-35,共12页
随着公司生产经营的发展,产品品种、产量都会增加,提高某型热像仪产能,提高某型热像仪的劳动生产率是目前生产工作的当务之急。本文提出热像仪非均匀性校正自动化调试系统开发的设计思路,通过采用热像仪非均匀性校正自动化调试系统,满... 随着公司生产经营的发展,产品品种、产量都会增加,提高某型热像仪产能,提高某型热像仪的劳动生产率是目前生产工作的当务之急。本文提出热像仪非均匀性校正自动化调试系统开发的设计思路,通过采用热像仪非均匀性校正自动化调试系统,满足了大批量生产需求,提高了工作效率,降低了操作人员的劳动强度,减少了操作人员加班次数;减少了工装的消耗,安全系数也进一步得到提升;同时节省出的时间,使得操作人员可以投身到新工艺、新工装的研发。该思路可推广应用到其它型号热像仪的非均匀性校正调试工序。 展开更多
关键词 非均匀性校正 自动化调试系统
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宽动态范围红外测量系统的快速非均匀性校正 被引量：19
12
作者 余毅 常松涛 +2 位作者 王旻 赵立荣 姜会林 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1932-1938,共7页
宽动态范围的红外辐射特性测量系统往往预设多个积分时间档位,并对每个积分时间逐一进行非均匀性校正。本文研究了不同积分时间下非均匀性校正系数有的差异问题,基于黑体定标法和积分时间法提出了新的非均匀性校正方法。该方法只需要得... 宽动态范围的红外辐射特性测量系统往往预设多个积分时间档位,并对每个积分时间逐一进行非均匀性校正。本文研究了不同积分时间下非均匀性校正系数有的差异问题,基于黑体定标法和积分时间法提出了新的非均匀性校正方法。该方法只需要得到两个积分时间和两个定标温度点即可得到全动态范围所有积分时间下的非线性校正系数,可在保证校正精度的同时减少辐射源温度点,降低校正时间。使用某Φ400mm口径的地基红外辐射特性测量系统对该方法进行了验证。结果表明,采用本文方法后图像的非均匀性由3.78%减小到0.24%。由4ms下的校正数据可知,得到的校正结果接近直接用该积分时间进行校正的精度。提出的方法简化了所需设备,降低了校正时间,具有实时性强、精度高等特点,适用于外场测量。 展开更多
关键词 制冷型红外探测器 辐射测量术 动态范围 积分时间 非均匀性校正
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红外焦平面器件二点多段非均匀性校正算法研究 被引量：24
13
作者 王跃明 陈建新 +1 位作者 刘银年 薛永祺 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期415-418,共4页
分析了红外焦平面探测器的非均匀性机理和各种非均匀性校正算法 ,提出两点多段非均匀性校正算法 ,该算法避免了二点校正算法的低精度和多点校正算法的大运算量 .在红外多谱段相机上的应用结果表明二点多段非均匀性校正算法具有运算量小... 分析了红外焦平面探测器的非均匀性机理和各种非均匀性校正算法 ,提出两点多段非均匀性校正算法 ,该算法避免了二点校正算法的低精度和多点校正算法的大运算量 .在红外多谱段相机上的应用结果表明二点多段非均匀性校正算法具有运算量小、精度高、实用性强的优点 . 展开更多
关键词 红外焦平面器件 二点多段法 非均匀性校正算法 图像噪声 温度分辨率 增益系数 红外成像系统
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不同非均匀性校正温度的红外测温技术 被引量：20
14
作者 张晓龙 刘英 +2 位作者 王健 周昊 孙强 《中国光学》 EI CAS 2014年第1期150-155,共6页
为使制冷型中波红外热像仪在不同环境温度下经过非均匀性校正后保持较高的测温精度,研究了考虑非均匀性校正温度效应的中波红外热像仪标定模型。利用不同温度的面源黑体对热像仪进行非均匀性校正,然后对黑体目标进行测温实验,获得了不... 为使制冷型中波红外热像仪在不同环境温度下经过非均匀性校正后保持较高的测温精度,研究了考虑非均匀性校正温度效应的中波红外热像仪标定模型。利用不同温度的面源黑体对热像仪进行非均匀性校正,然后对黑体目标进行测温实验,获得了不同校正温度下热像灰度与黑体辐射亮度之间的变化关系,建立了目标的测温数学计算模型,最后对测温结果进行误差分析。结果表明:在不同校正温度下,热像灰度相对非均匀校正辐亮度的漂移可做线性化处理,且与目标温度变化无关。在非均匀性较低的测温范围内热像仪的测温误差小于±0.22℃,极大减小了制冷型中波红外热像仪在不同校正温度下非均匀性校正后的测温误差。 展开更多
关键词 非均匀性校正 制冷 中波红外热像仪 红外测温
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基于环境温度的红外焦平面阵列非均匀性校正 被引量：13
15
作者 白俊奇 陈钱 +3 位作者 钱惟贤 屈惠明 王娴雅 左超 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期49-52,共4页
分析了环境变化对红外焦平面阵列信号输出的影响,提出了一种基于环境温度和目标温度的非均匀性校正算法.利用UL01011凝视型红外探测器进行信号采集,根据最小二乘原理建立了焦平面探测单元的指数响应模型.最后,利用该模型进行非均匀性校... 分析了环境变化对红外焦平面阵列信号输出的影响,提出了一种基于环境温度和目标温度的非均匀性校正算法.利用UL01011凝视型红外探测器进行信号采集,根据最小二乘原理建立了焦平面探测单元的指数响应模型.最后,利用该模型进行非均匀性校正.实验表明,算法能在较宽的环境温度范围,准确预测焦平面探测单元的响应,有效提高了非均匀性校正的精度. 展开更多
关键词 红外焦平面阵列 非均匀性校正 环境温度 最小二乘
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一种考虑红外焦平面器件非线性响应的非均匀性校正方法 被引量：20
16
作者 石岩 张天序 +1 位作者 李辉 曹治国 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期251-256,共6页
针对红外焦平面阵列探测元响应具有非线性特征 ,提出了一种易于硬件电路实现的、考虑探测元响应非线性的非均匀性校正方法 .通过理论分析和仿真实验 ,结果表明该方法校正参数少 。
关键词 红外焦平面阵列 非均匀性校正 非线性响应 最佳平方逼近
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辐射源定标红外焦平面阵列非均匀性校正算法研究 被引量：17
17
作者 殷世民 相里斌 +1 位作者 周锦松 黄旻 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期992-995,共4页
针对红外成像系统工程应用的实际要求,对辐射源定标红外焦平面阵列非均匀性校正的数学方法进行了研究,揭示了该实际工程问题属于函数插值或函数拟合的数学原理,并据此导出了三次样条插值、B样条最小二乘拟合及多项式最小二乘拟合等非均... 针对红外成像系统工程应用的实际要求,对辐射源定标红外焦平面阵列非均匀性校正的数学方法进行了研究,揭示了该实际工程问题属于函数插值或函数拟合的数学原理,并据此导出了三次样条插值、B样条最小二乘拟合及多项式最小二乘拟合等非均匀性校正算法.实验表明,该算法能有效适应红外焦平面阵列响应特性的大动态范围和非线性,校正准确度高,计算速度快. 展开更多
关键词 红外焦平面阵列 非均匀性校正 辐射源定标 函数插值 函数拟合
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利用FPGA实现红外焦平面器件的非均匀性校正 被引量：28
18
作者 陈宝国 郑志伟 +1 位作者 黄士科 沈振康 《红外与激光工程》 EI CSCD 2000年第4期55-57,共3页
与红外单元器件系统相比 ,焦平面面阵探测器的一个最大的缺点是其固有的非均匀性 ,尽管现在面阵探测器的非均匀性有了很大改进 ,但是非均匀性仍然限制凝视红外系统的探测性能。实用化、实时的非均匀性校正是红外焦平面器件应用的一个关... 与红外单元器件系统相比 ,焦平面面阵探测器的一个最大的缺点是其固有的非均匀性 ,尽管现在面阵探测器的非均匀性有了很大改进 ,但是非均匀性仍然限制凝视红外系统的探测性能。实用化、实时的非均匀性校正是红外焦平面器件应用的一个关键技术 ,尽管现在已经有很多种基于场景的非均匀性校正方法 ,但是两点校正算法仍然是基础的校正方法 ,有不可替代的价值。两点校正算法的流程简单固定 ,非常适合用FPGA实现。文章介绍了利用FPGA硬件实现焦平面探测器非均匀性的两点校正算法 ,实验达到了预期效果 ,同时也显示了该算法的一些不足之处。 展开更多
关键词 红外焦平面探测器 非均匀性校正 FPGA
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红外焦平面非均匀性噪声的空间频率特性及空间自适应非均匀性校正方法改进 被引量：28
19
作者 张天序 石岩 曹治国 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期255-260,共6页
分析了红外焦平面阵列非均匀性噪声的空间频率特性,指出空间低频噪声为其中的主要成分.利用实际IRF-PA定标数据,也得出了相同结论.针对传统空域自适应校正方法去除低频空间噪声存在的不足,本文提出采用一点校正和空域自适应校正相结合... 分析了红外焦平面阵列非均匀性噪声的空间频率特性,指出空间低频噪声为其中的主要成分.利用实际IRF-PA定标数据,也得出了相同结论.针对传统空域自适应校正方法去除低频空间噪声存在的不足,本文提出采用一点校正和空域自适应校正相结合的方法.实验结果表明,新方法在空间低频噪声占优时能获得好的校正效果. 展开更多
关键词 红外焦平面阵列 非均匀性校正 自适应 空间频率
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基于自适应滤波的红外焦平面阵列非均匀性校正算法 被引量：10
20
作者 周慧鑫 拜丽萍 +3 位作者 秦翰林 赖睿 王炳健 刘群昌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1611-1614,共4页
红外探测器响应漂移特性会降低红外焦平面阵列(IRFPA)非均匀性校正的精度。针对该问题提出了一种基于场景的IRFPA非均匀性校正算法。该算法利用所获得的序列成像场景信息,采用一种基于快速自适应滤波器的最优化递归估计方法来获得非均... 红外探测器响应漂移特性会降低红外焦平面阵列(IRFPA)非均匀性校正的精度。针对该问题提出了一种基于场景的IRFPA非均匀性校正算法。该算法利用所获得的序列成像场景信息,采用一种基于快速自适应滤波器的最优化递归估计方法来获得非均匀性校正参数,并利用当前的成像信息来更新校正参数,以此降低探测器响应漂移特性对非均匀性校正的影响。算法仿真实验显示,对非线性参数为26.12%的同一图像,使用该算法、两点校正算法和卡尔曼滤波校正算法校正1 h后,可分别将非线性参数降至1.856%,3.122%和1.893%,说明该算法可获得稳定而较好的非均匀性校正效果。 展开更多
关键词 物理电子学 红外焦平面阵列 非均匀性校正 自适应滤波
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