红外焦平面阵列非线性校正曲线测量方法

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红外焦平面阵列非均匀性校正精度的研究

中可以看出，探测器的平均响应值会随黑体温
度的增加而增加。在环境温度稳定不变的条件下，它们是一一对应的单调递增函数关系。根据
表１不同温度下的探测器平均灰度响应值
ＩＦＡＥ（ＮＨＹ／Ｌ３，．，Ａｕ０２ＮＲＲＤＭＯＴＬ）ＶＯ．３Ｎｏ８ｃ２１
，
…
￣－
１Ｊ；，
－一
１
１
整为２０℃、３０℃、３５℃、４０℃ 、５０℃ 、６０
式中， Ⅳ 为焦平面阵列的非均匀性；
为焦
℃、７０℃、８０℃、９０℃和ｉ０℃ ，并依次按照０
平面上第ｉ、第列所对应像元的视频输出信行号值； … 为焦平面上所有有效像元输出信号
薹嗍
警髑嫡壤酋燎《糊
壤
》
舔壤鹰《》
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图１红外焦平面阵列探测器的平均响应曲线
实验验证，其他环境温度下的探测器平均灰度响应值随目标温度变化的曲线图与之相似。图ｌｂ是黑体温度为４（）０℃时探测器的平均灰度响应值随环境温度变化的曲线图。图ｌｂ从（）
响，为提高定标校正法的校正精度提供了依据。
关键词：红外焦平面阵列；非均匀性；校正精度中图分类号：Ｔ９１３文献标识码：ＡＮ１．７ＤＯＩ１．６／ｉｎ６２８８．１．．４：０９９ｊｓ．７—７５０２８０３．ｓ１２００

红外焦平面阵列响应度非均匀性的校正算法

ａｄＴｃｎｌＫｆｈｎＣｅｇｕ１０４Ｃｉａｎｅｈｏｏｙｏｉａｈｎｄ６０５，ｈｎｊＣ
Ａｂｓｒｃ：ｔａｔＩｈｓｐｐｅ，ｔｅｉｆｅｃｆｔｅｒｓｏｓｏｕｉｒｉｙｏｎａｅｏａｌｎｒａｎｔｉａｒｈｎｕｉｆｒｄｆｃｌｐａｅａｒｙｌｏｒ
ｔｅｉｔｇａｉｎｔｍｅｏｉｇｅｄｔｃｉｎｅｅｎｎｉａｉｇｑａｉｙａｅａａｙｅｈｎｅｒｔｏｉｆａｓｎｌｅｅｔｏｌｍｅｔｏｍｇｎｕｌｒｎｌｚｄ．Ａｎａｇｒｔｍｏｔｌｏｉｈｆｒ
ｃｒｅｔｎｈｅｐｎｅｎｏｕｉｏｍｉｆｉｆａｅｏａｌｎｒａｅｅｔｒｓｐｏｏｅ．Ｔｈｌｏｉｈｏｒｃｉｇｔｅｒｓｏｓｎｎｆｒｔｏｒｒｄｆｃｌｐａｅａｒｙｄｔｃｏｓｉｒｐｓｄｙｎｅａｇｒｔｍ
．
ｔｅｐａｔｃｌａｐｌａｉｎａｅｆｔｅｉｆａｅｏａｌｎｅａｒｙｄｔｃｏｓｈｒｃｉａｐｉｔｏｒａｏｈｎｒｒｄｆｃｌｐａｒａｅｅｔｒ．ｃ
ＫｅｒｓＩＰｎｎｎｆｒｔｄｕｔｎ；ｎｅｒｔｎｔ；ａａｕｄｕｔｎｙｗｏｄ：ＲＦＡ；ｏｕｉｍｉａｊｓｍｅｔｉｔｇａｉｉｍｅｎｖｌｅａｊｓｍｅｔｏｙｏｍｅ
ｔｅｒｓｎｅｔｖｉｈｎｕｎｅｃｕｅｙｔｅｃａｉｇｏｔｇａｉｎｔｍｅｏｉｈｓｆｒｈｒｗｉｎｄｈｅｐｏｓｏａｏｄｔｅｉｆｅｃａｓｄｂｈｈｎｇｎｆｎｅｒｔｏｉ．Ｓ，ｔａｕｔｅｄｅｅｌｉ

一种新的红外焦平面阵列非均匀性代数校正算法

Ｋｅｒｓｉｆａｅｏａｌｎｒａｓｙｗｏｄ：ｎｒｒｄｆｃｌｐａｅａｒｙ；ｍｕｔｓａｅｏｔｃｌｆｏ；ａｇｂａｃａｇｒｔｍ；ｂｌｅｒｌｉｃｌｐｉａｌｗ — ｌｅｒｉｌｏｉｈｉｎａｉ
ｃｒｔｒｄｃｉｎ，ａｍｕｔｓａｅｏｔｃｌｆｏｍｏｉｎｅｔｍａｉｎｂｓｄａｇｒｔｍｓｄｖｌｐｄｕａｅｐｅｉｔｏｌ — ｃｌｐｉａｌｗｔｓｉｔｏａｅｌｏｉｈｉｅｅｏｅ．ｉｏＲａｄｍｍａｅｎｉｅｂｔｅｒｍｅｓｆｌｅｅｙｔｅｄｍａｎｌｗ— ａｓｆｌｅ，ａｄｔｅｎｘｎｏｉｇｏｓｅｗｅｎｆａｓｉｉｒｄｂｉ — ｏｉｏｐｓｉｒｎｈｅｔｔｍｔ
（ｂｆｒＩｆａｅｎｍａｉｇＮａｉａｉｎＴｅｈｏｏｉｓＬａｏｎｒｒｄａｄＩｇｎｖｇｔｏｃｎｌｇｅ，ＡｉＤｅｅｓｒｆｎｅ
ＦｒｅｏｏｃｓＣｍｍａｄＡｃｄｍｙＺｅｇｈｕ４０５ｎａｅ，ｈｎｚｏ５０２，Ｃｉａｈｎ）
Ｎｅａｇｂａｃｓｅｅｂｓｄｎｎｕｆｒｔｏｒｃｉｎｉｎａｅｏａｌｎｒａｗｌｅｒｉｃｎ－ａｅｏ－ｎｉｏｍｉｙｃｒｅｔｏｎｉｆｒｆｃｌｐａｅａｒｙｒｄ
ＨＥＭｉｇｎ，ＷＡＮＧｎｓｉＸｉ—ａ，ＬＵｉｎｆｎＪａ —ａｇ，ＷＵａｇ，ＸＵｕ —ｉｎＱｉｎＨａｌｇａ

红外焦平面阵列条纹非均匀性校正方法

第４２卷第８期
ＶＯ１．４２ＮＯ．ห้องสมุดไป่ตู้８
红外与激光工程
ＩｎｒａｆｒｅｄａｎｄＬａｓｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
２０１３年８月
Ａｕｇ．２０１３
红外焦平面阵列条纹非均匀性校正方法
中图分类号：ＴＮ２１６文献标志码：Ａ文章编号：１００７ — ２２７６（２０１３）０８ — １９８７ — ０４
Ｓｔｒｉｐｅｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｆｏｒｉｎｆｒａｒｅｄ－ｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙｓ
邻两帧相关性的继承性，完成条纹非均匀性的校正。通过对模拟条纹非均匀性和实际图像的实验和
理论分析，结果表明，文中算法能够显著提高条纹非均匀性校正效果。
关键词：红外焦平面阵列；条纹非均匀性校正；误差函数；继承性
ｂｅｔｗｅｅｎｓｔｒｉｐｅｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙａｎｄｒｅａｌｓｃｅｎｅ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｃｏｕｌｄｂｅａｃｈｉｅｖｅｄｉｎａｓｉｎｇｌｅｆｒａｍｅ．Ｔｈｅ
ｅｓｉｔｍａｔｅｄｎｏｎｕｎｉｏｒｆｍｉｔｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｐｒａａｍｅｔｅｒｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｒａｖｅｒｓｉｎｇｈｅｔｅｒｒｏｒｆｕｎｃｉｔｏｎｏｆａｄｊａｃｅｎｔ

红外焦平面阵列非均匀性校正方法的研究

第36卷，增刊、，01．36Suppl 锄ent红外与激光工程Inf 积and kL se r Engi nce 血g2007年6月Jun ．2007红外焦平面阵列非均匀性校正方法的研究梁华，于豫民(北京空间机电研究所，北京100076)摘要：介绍了几种基于定标法和场景法的红外焦平面阵列非均匀性校正方法，重点对神经网络自适应校正方法进行了理论分析、算法改进和数据仿真。

关键词：非均匀性校正；红外焦平面阵列；定标；神经网络；自适应校正中圈分类号：T N 21文献标识码：A 文章编号：1007—2276(2007)增(器件)一0079—05m ■●n ●n●J J ●n ●n ●-1．eC nnl qU eS 10rnonU nl l or m l t V C 0r r e C U 0n0t l nI r a r edf ．0cal pl a ne ar r a 【ySL I A N G H ua ．Y U Ⅵl—m i I l(B 两i ng I nst i t l l t e o f s pace M ∞h 柚i c s 柚d El ∞廿i ci 吼B eqi ng 1000r76。

ali 矾)A bs t r act ：SeV e m l t ecl l I l i q ues bas edonc dl i bra t i on and s cenef br nonuI l i f onI l i 够corr ect i on of i nf rar edf oca l pl ane ar r ays w er ei n ∞duced ．Em pha si siso nt ll et l l eor eti cal 觚al yse 、al gor i m m i m pr oV i ngand 蚍s i m ul at i ng of adapt i V e c or re c t i on us i ng neural net w ofks ．K e y w or ds ：N onuni fo 加：l i 够corr ect i on ；In ‰df oc alpl aneam ys ；C a l i br at i on ；N eur al ne t w of ks ；A d 印t i V e coI Tect i onO 引言红外焦平面阵列的不均匀性指在同一均匀光学场输入时各单元之间输出的不一致性【l 】。

基于校正率的红外焦平面阵列非均匀性校正评估新方法

第 26 卷第 1 期 2007 年 2 月文章编号 : 1001 - 9014 ( 2007 ) 01 - 0056 - 05
红外与毫米波学报
J. Infrared M illim. W aves
Vol . 26, No. 1 February, 2007
基于校正率的红外焦平面阵列非均匀性校正评估新方法
RM S E =
2 新的评估方法及实验验证
2. 1 时域噪声特性
红外热成像系统输出的时域噪声符合高斯分布 , IRFPA 非均匀性校正的目标是将空间固有噪声减低到时域瞬态噪声的水平
[5]
1
NM
N
M
.
∑∑
i =1 j =1
^ - I ) (I ij ij
2
,
(3) (4)
^ 分别是 I
本文实验使用非制冷焦平面红外热成像装置 :
像时域噪声见表 1. 从表 1 中时域噪声随目标黑体温度变化可以发现 , 时域噪声基本不随目标温度变化而变化 .
表 1 时域噪声随黑体温度变化 Table 1 The tem pora l no ise var ies w ith the blackbody tem 2 pera tures
目标黑体温度 ( ℃) 原始图像输出时域噪声 ( bit) 两点法校正后噪声温度 ( ℃) 二次曲线法校正后噪声温度 ( ℃)
40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 7. 05 5. 91 5. 91 5. 95 6. 29 6. 81 6. 09 6. 33 6. 62 6. 95 0. 35 0. 29 0. 29 0. 30 0. 31 0. 34 0. 30 0. 31 0. 33 0. 34 0. 42 0. 35 0. 34 0. 32 0. 33 0. 34 0. 29 0. 28 0. 28 0. 28

考虑红外焦平面器件非线性响应的一种非均匀性校正方法

ＡｂｔａｔＡｉｎｔｔｅｎｎｉｅｒｔｆｐｏｏｅｐｎｅｃａａｔｒｔｎｉｆａｅｏａｌｎｒａｓｐｒａｈｏｏｕｉｒｓｒｃ：ｍｉｇａｈｏｌａｉｏｈｔｒｓｏｓｈｒｃｅｉｉｉｎｒｒｄｆｃｌａｅａｒｙ，ａａｐｏｃｆｎｎｎｆ－ｎｙｓｃｐｏｍｉｏｒｃｉｎｆｒＩＰ，ｎｍｅ “ｃｒｅｂｅｉｅｃｒｃｉｎ，ｗａｒｐｓｄ，ａｄｔｅｃｒｅｔｎｆｒｌａｉｅ．ＴｅｔｃｒｅｔｏＲＦＡｙｏａｄｕｖ —ｅｌ ” ｏｒｔｎｅｏｓｐｏｏｅｎｈｏｃｉｏｍｕａｗｓｇｖｎｏｈ
ｓｍｕａｉｎｒｓｌｈｗａｔａｅｆｃｅｆｒｎｅｏｉｈｐｅｉｏｉｌｔｅｕｔｓｏｔｔｉｈｓｐｒｔｐｒｍａｃｆｈｇｒｃｓｎ，ａｄｌｓａｃｌｔｎＯｌｅｐｒｍｅｅｓａｅｏｓｈｅｏｉｎｅｓｃｌｕａｉ．ｎｙａｆｗａａｔｒｒｏ
式中，Ｅ为入射辐射通量，（）Ｅ为探测元的响应输
出，ｉａ和分别为增益和偏移量（ｄ暗电流）对于每．个探测元，和ｂａ都是固定的，且不随时间变而化．但不同的探测元的血和６是有差别的，这种差别导致了成像的非均匀性．两点校正法通过以下公式来校正这种非均匀性：
考虑红外焦平面器件非线性响应的种非均匀性校正方法

红外焦平面阵列非均匀性校正研究

中图分类号: TN 21 文献标识码: A
红外焦平面阵列成像以其高灵敏度、高分辨率、能获取物体更多信息以及更高的、可变帧速率成为了当今国内外红外成像技术发展的方向。尽管一些发达国家红外焦平面阵列技术已达到相当高的水平，但非均匀性问题依然存在，极大地限制了成像系统的性能发挥，特别在低对比度的红外成像中，对成像质量的影响更为严重，使获取的图像信号模糊、畸变，提取不出图像信号特征，甚至使红外传感器失去其探测能力。就目前的技术水平和制造工艺而言，要生产出具有理想均匀性的红外焦平面阵列器件相当困难，况且红外焦平面阵列的制造成本非常高，业已证明，利用现代数字信号处理技术对其进行非均匀性校正是一项必须的和非常必要的，
现形式，以便研究出切实有效的校正技术对其进行补偿校正。红外焦平面阵列的图像信号输出非均匀性是光敏元、读出电路、放大电路及半导体特性等各种因素综合的结果。故分析红外焦平面阵列非均匀性的来源及表现形式主要应从以下方面来探讨。 ( 1 )红外焦平面阵列各敏感元响应特性的不一致性。不一致性是由制造过程中的随机性引起的，如有效光敏面的不同以及半导体掺杂的变化等原因，使得光电转换曲线不一致和暗电流不均匀[31 0 当阵列具有较高的稳定性时，这种原因引起的非均
第 21 卷第4 期
2006 年JO URN AL O F NAVA L AERO NAUT IC AL ENG IN EER ING IN ST ITUT E
Vol. 2 1
No -4
Ju l . 2 0 0 6
红外焦平面阵列非均匀性校正研究
陈治宣’ 周晓东2 委树理2 郭明‘ ，
红外辐射变化主要有辐射通量和辐射光谱两种形式，由于红外探测器光谱响应比较复杂，辐射通量

基于校正率的红外焦平面阵列非均匀性校正评估新方法

但由于像元数目众多，ＲＰＩＦＡ各探测元在同一均匀入射辐射下，有不同的输出响应，即非均匀性，重严影响了成像质量，因此必须进行非均匀性校正 ¨ ．目前的非均匀性定义较注重图像显示特性，传
摘要：出一种新的能对非均匀性校正效果进行定量计算的评估测度“ 提校正率” 并进行了实验验证．，校正率以时域噪声为参考标准来衡量图像非均匀特性，不仅可以反映图像显示效果，可以反映图像测温精度．方法可用于还该ＩＦＡ系统的性能评价和非均匀性校正方法校正效果评价，ＲＰ对非均匀性校正的研究具有重要意义．关键词：外焦平面阵列；均匀性校正；红非校正率；非均匀性特性中图分类号：Ｎ１文献标识码：Ｔ２５Ａ
均匀性的一种有效手段．常的非均匀性测试使用通
标准均匀温度面辐射源（孔面黑体）通过比较焦大，
平面探测器的输入输出图像，获得对研究对象（被
系列优点，日常生产、活带来了极大的方便．给生
ＮＥＷＥＶＡＬＵＡＴＩＮＥＴＨｏＤｏＭＢＡＳＥＤＮｏＣｏＲＲＥＣＴＩｏＮ．ＲＡＴＥＦｏＲＮｏＮ．ＵＮＩＦｏＲＭＩＴＹＣｏＲＲＥＣＴＩｏＮｏＦＲＦＰＡＩ
ＷＡＮＧｎ，ＳＭｉＨＥＮｅ，ＷｉＣＨＥＮｎＢｉ
（ｅａｍｎｆｌｃｏｉｓｎｏｍｎｃｔｎＥｇｎｅｎ，ｃｏｌｆｎｏｍｔｎＤｐｒＳｈｏｏｆｒａｏｔｏＥｒａａｏｉＩｉＳｉｃｎｅｈｏｇ，ｕａ—ｅｎｅｓｙＧａｇｈｕ５０７ＣｉａｃｎｅａｄＴｃｎｌｙＳｎＹｔｎＵｉｒｉ，ｕｎｚｏ１２５，ｈｎ）ｅｏＳｖｔ

红外焦平面阵列非均匀性校正算法的研究

红外焦平面阵列非均匀性校正算法的研究摘要：红外焦平面阵列普遍存在非均匀性，会严重影响红外成像质量。

对非均匀性的主要来源和表现形式进行了探讨，介绍了在工程应用中常用的校正方法，两点温度校正法、时域高通滤波法和人工神经网络法，给出详细的推导，并对几种校正算法进行了分析和研究，对这几种校正算法的优点和缺点进行讨论和综合对比，为进一步开展红外焦平面非均匀性校正提供参考意见。

关键词：红外焦平面阵列非均匀性校正算法对比Study of Non-uniformity Correction Algorithms for IRFPAAbstract:There usually exist a non-uniformity problem for infrared focal plane arrays.This problem may has a severe influence on the imaging quality of them.The non-uniformity of the major sources and manifestations are discussed.Two temperature correction method,constant statistical average,temporal high-pass filtering and artificial neural network which usually applied in engineering are introduced. Three correction algorithms are analysed and researched, giving a detailed derivation,and advantages and disadvantages of the four correction algorithms are discussed and comprehensively compared. providing a reference suggestions for the further development of non-uniformity correction algorithms for IRFPA.Key Words:IRFPA;Non-uniformity;Correction Algorithms;Comparison 近几十年来，无论在军事上还是在商业领域，红外成像技术获得了突飞猛进的发展，其中红外焦平面探测器的应用是一个关键因素。

基于环境温度的红外焦平面阵列非均匀性校正

Ｋｅｏｄ：ｎａｅａｐａｅａｒ（ＲＰ）ｎｎｎｆｍｔｃｒｃｏ（Ｕ）ｅｖｏｍｎａｔｐｒｕｅｌｔｑａｙｗｒｓｉｒｄｆｌｌｒｙＩＦＡ；ｏｕｉｒｉｏｒｔｎＮＣ；ｎｉｎｅｔｍｅａｒ；ｅｕｒｆｒｏｎｃａｏｙｅｉｒｌｅｔｓａｓｅ
噪声，常大于时域噪声．通
本文在一元线性时不变响应模型（）＝ｇｆ
×
，பைடு நூலகம்
ｏ（ｇ是像元增益系数，是像元偏移系数，ｆｆｏ
是响应电压信号，是红外辐射）的基础上，考虑
环境温度对探测器信号输出的影响，出了一种基提于环境和目标温度的非均匀性校正模型，能在较宽
Ａｂｔｃ：ｎｉｎｎｆｅｃｎｔｅｓｎｕｐｔｆｎｒｅｃｌｅａｒｙ（ＲＰｓｒｔＥｖｏｍｅｔｉｕｎｅｏｉａｏｔｆｒｄｆａｐｎｒａｒｌｌａｎｈｇｌｕｏｉａｏｌａａＩＦＡ）ｗｓａｚｄＡｎｎｎｆ－ａｌｅ．ｏｕｉｒｎａｙｏ
ｗｓｃｐｕｅｙＵＬＩ１ｔｒｇｉｒｒｄｄｔｃｏ．ＴｅｎｘｏｅｔｅｐｎｅｍｏｅｓｓａｌｈｄａｃｒｉｇｔｈａａｔｒｄｂＯＯｓａｉｎａｅｅｅｔｒｈｎ，ａｅｐｎｎｉｒｓｏｓｄｌ１ｎｆｌａＷａｅｔｂｉｅｃｏｄｎｔｅｓｏｐｉｃｐｅｏａｔｓｕｅｉａｌｎｎｎｆｒｔａｏｒｃｅｙｔｉｍｏｅ．Ｅｐｒｍｅｔｅｕｔｈｗｔａｔｅｐｏｏｅｌｒｎｉｌｆｌｓｑａ．Ｆｎｙ，ｏｕｉｍｉＷｃｒｅｔｄｂｈｓｄ１ｘｅｅｒｌｏｙｓｉｎａｒｓｌｓｏｔｈｒｐｓｄａ・ｌｓｈ

红外焦平面阵列非均匀性自适应校正算法研究进展

红外焦平面阵列非均匀性自适应校正算法研究进展
张天序，施长李洁刘慧袁城，琚，娜，雅婧，泱周
（华中科技大学图像识别与人工智能研究所多谱信息处理技术国家重点实验室，湖北武汉４０７）３０４
摘要：实现红外焦平面阵列非均匀性自适应校正是高级红外探测系统追求的重要目标，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．归纳总结了国内外关于凝视红外焦平面阵列非均匀性自适应校正算法的部分研究工作及其进展，比较了典型自适应算法的性能和适用条件，为进一ｅａａＩＦＡ）ｗｉｌｉｉｃｎｔｉｐｏｅｓａａｒｓｌｔｎｔｍｅｔｒｓｌ— ｏｒｔｎｏｉｆｅｆａｐａｒｙ（ＲＰ，ｈｃｉａｏｓｎｆａｔｏｍｒｖｔｏｕｉ，ｅｐｒｕｅｒｏｅｉａｄｏｎｈｓｓｇｉｐｉｅｌｏａｅｕ
红外焦平面阵列非均匀性自适应校正研究提供参考意见．关键词：红外焦平面阵列；非均匀性；自适应校正算法中图分类号：Ｎ１文献标识码：Ｔ２５
ｏＶＥＲⅥ ＥＷｏＦＲＥＳＥＡＲＣＨｏＮＴＨＥＡＤＡＰＴＩＶＥＡＬＧｏＩＵＴＨＭＳ
ＦｏＲＮｏＮＵＮＩＦｏＲＭＩＴＹＣｏＲＲＥＣＴＩｏＮＦｏ
ＩＮＦＲＡＲＥＤＦｏＣＡＬＰＬＡＮＥＡＲＲＡＹ
ＺＨＡＮＧＴａ — ＳａｇＣｅｇ，Ｌｉ—ｕｉｎＸｕ，ＨＩＣｈｎ — ｈｎＩＪｅＪｎ，ＬＵＨｕ— ａ，ＹＵＡＮＹａＪｎＺＩｉＮ —ｉｇ，ＨＯＵＹｎａｇ

红外焦平面阵列变积分时间下的非均匀性校正

工程上积分时问修改的应用有两种，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Ｊ，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。
５７１
本文实现了一种校正系数反映积分时间变化的计算各个积分时间点下的系数，找出定标校正系数
焦平面非均匀性校正方法，不仅使红外图像的均匀与积分时间的关系，这样只需要存储少量的系数，通
性得到较大幅度提高，而且修改积分时间图像均匀过关系函数计算就可以得到该积分时间点下的校正
第４６卷第５期２０１６年５月
激光与红外
ＬＡＳＥＲ＆ＩＮＦＲＡＲＥＤ
Ｖｏｌ｜４６．Ｎｏ．５Ｍａｙ，２０１６

红外焦平面阵列非线性校正曲线测量方法

第7卷　第1期2014年2月　中国光学 Chinese Optics Vol.7　No.1　Feb.2014 收稿日期:2013⁃10⁃13;修订日期:2013⁃12⁃15 基金项目:激光与物质相互作用国家重点实验室创新基金资助项目(No.SKL111102)文章编号　2095⁃1531(2014)01⁃0144⁃06红外焦平面阵列非线性校正曲线测量方法王　飞∗,戢运峰,冯　刚,徐作冬,邵碧波(西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西西安710024)摘要:针对红外焦平面阵列强度响应的非线性失真现象,本文提出了一种基于单波长激光器测定红外焦平面阵列非线性校正曲线的方法,设计出用于测量的实验装置,并通过实验研究获得了实测的非线性校正曲线。

结果表明,该方法规避了红外焦平面阵列光谱响应不均匀性的影响,满足了装置器件在工程技术中通用性和实用性的需要,在简单易行的同时保证了较高的测量精度。

关　键　词:红外焦平面阵列;非线性;校正中图分类号:TN215 文献标识码:A doi:10.3788/CO.20140701.0144Method for measuring nonlinear calibrated curveof infrared focal plane arraysWANG Fei ∗,JI Yun⁃feng,FENG Gang,XU Zuo⁃dong,SHAO Bi⁃bo(State Key Laboratory of Laser Interaction with Matter ,Northwest Institute ofNuclear Technology ,Xi′an 710024,China )∗Corresponding author ,E⁃mail :wf 97@Abstract :As for the nonlinear effects of infrared focal plane arrays intensity response,a nonlinear calibration method is proposed based on single wavelength laser.Experimental equipment is designed for measuring,and the nonlinear calibration curve of the focal plane array is obtained through the measuring equiprment.Experi⁃mental results show that this method aviods the influence of infrared focal plane arrays spectral response non⁃uniformity,and meets the requirement of generality and practicability of the device in the engineering technol⁃ogy,which ensures the high accuracy of measurement as well as simpleness.Key words :infrared focal plane arrays;nonlinear;calibration1　引　言运用成像法[1]进行红外激光的光斑参数测量要求所用的红外焦平面阵列具有良好的线性响应特性,但红外焦平面阵列对入射激光能量的光电响应特性往往不满足严格的线性变化规律,而是表现出一定的非线性响应特征,这主要包括两方面,即“死区”的存在和非线性饱和效应[2⁃5],从而影响光斑参数测量结果的准确性。

红外焦平面阵列非均匀性自适应校正算法研究进展_张天序

第26卷第6期2007年12月红外与毫米波学报J .I n f r a r e d M i l l i m .W a v e sV o l .26,N o .6D e c e m b e r ,2007文章编号:1001-9014(2007)06-0409-05收稿日期:2006-12-19,修回日期:2007-05-06 R e c e i v e dd a t e :2006-12-19,r e v i s e dd a t e :2007-05-06基金项目:国家自然科学基金(10577009)资助项目作者简介:张天序(1947-),男,重庆人,博士,教授,主要研究方向为图像分析与智能系统、机器视觉、医学图像处理和实时并行处理等红外焦平面阵列非均匀性自适应校正算法研究进展张天序,　施长城,　李洁珺,　刘慧娜,　袁雅婧,　周　泱(华中科技大学图像识别与人工智能研究所多谱信息处理技术国家重点实验室,湖北　武汉　430074)摘要:实现红外焦平面阵列非均匀性自适应校正是高级红外探测系统追求的重要目标,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.归纳总结了国内外关于凝视红外焦平面阵列非均匀性自适应校正算法的部分研究工作及其进展,比较了典型自适应算法的性能和适用条件,为进一步开展红外焦平面阵列非均匀性自适应校正研究提供参考意见.关　键　词:红外焦平面阵列;非均匀性;自适应校正算法中图分类号:T N 215 文献标识码:O V E R V I E W O FR E S E A R C HO NT H EA D A P T I V EA L G O R I T HM SF O RN O N U N I F O R MI T YC O R R E C T I O NO FI N F R A R E DF O C A LP L A N EA R R A YZ H A N GT i a n -X u ,　S H I C h a n g -C h e n g ,　L I J i e -J u n ,　L I UH u i -N a ,　Y U A NY a -J i n g ,　Z H O UY a n g(N a t i o n a l L a b o r a t o r y f o r M u l t i -s p e c t r a l I n f o r m a t i o nP r o c e s s i n g T e c h n o l o g i e s ,I n s t i t u t ef o r P a t t e r nR e c o g n i t i o n a n dA r t i f i c i a l I n t e l l i g e n c e ,H u a z h o n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e o f T e c h n o l o g y ,Wu h a n 43007,C h i n a )A b s t r a c t :I t h a s b e e n t h e m o s t i m p o r t a n t g o a l f o r a na d v a n c e di n f r a r e dd e t e c t i n gs y s t e mt o r e a l i z ea d a p t i v e n o n u n i f o r m i t yc o r r e c t i o no f i n f r a r e df o c a l p l a n e a r r a y (I R F P A ),w h i c h i s a l s o s i g n i f i c a n t t o i m p r o v e s p a t i a l r e s o l u t i o n ,t e m p e r a t u r e r e s o l u -t i o n ,de t e c t i n g r a n g e a n d r a d i o m e t r i c a c c u r a c y .S o m e i m p o r t a n t r e s e a r c h e s a n d p r o g r e s s o n t h e a d a p t i v e a l g o r i t h m sf o r n o n -u n i f o r m i t y c o r r e c t i o no f s t a r i ng I R F P Aw e r e s u m m a r i z e d .Th e c o m p a ri s o na m o n g t h e p e r f o r m a n c e a n d a p p l i c a b l e c o n d i t i o n s o f t y p i c a l a d a p t i v e a l g o r i t h m s w a s g i v e n i n o r d e r t o b r i n g f o r w a r dt h e s u g g e s t i o n t o t h e f u r t h e r d e v e l o p m e n t o f a d a p t i v e a l g o -r i t h m s f o r n o n u n i f o r m i t y c o r r e c t i o no f I R F P A .K e yw o r d s :i n f r a r e d f o c a l p l a n e a r r a y ;n o n u n i f o r m i t y ;a d a p t i v e c o r r e c t i o na l g o r i t h m s引言红外成像系统随着红外探测器的发展而发展[1].在第一代红外成像系统中,采用线列探测器,通过一维光机扫描实现成像.随着C C D 相关技术的成熟,到了20世纪70年代中期,红外焦平面阵列探测器(I R F P A ,I n f r a r e d F o c a l P l a n e A r r a y )的出现标志着第二代红外成像系统———凝视红外成像系统的诞生.与线列探测器相比,焦平面探测器成像具有空间分辨率高、探测能力强、帧频高等优点,正迅速成为红外成像技术的主流器件.然而,红外焦平面阵列存在的非均匀性严重影响了系统的成像质量,降低了系统的空间分辨率、温度分辨率、探测距离以及辐射量的正确度量,直接制约着系统的最终性能.针对红外焦平面阵列的非均匀性问题,人们提出相应的校正方法,主要分为两大类:一类是基于定标的校正方法,该类方法原理简单,硬件易于实现和集成;校正精度高,可用于场景温度的度量;对目标没有任何要求,是实际I R F P A 组件产品中主要采用的方法.但这类方法受限于I R F P A 响应漂移带来的校正误差;实际校正时需要参考源进行标定,使得设备装置相对复杂;同时在实际应用中需要进行周期性的定标,定标频率取决于系统的稳定性,对于机载、弹载探测器不易做到快速反应.另一类是基于场景的自适应校正方法.这类方法可以在一定程度上克服I R F P A 响应漂移带来的校正误差,不要求或只需要简单的红外与毫米波学报26卷定标,根据场景信息适应性的更新校正系数,成为目前算法研究和系统应用的重要研究方向.国外研究人员在校正算法方面持续地开展研究,发表了大量的论文,包括校正算法和实现的硬件结构.国内对于红外焦平面非均匀性自适应校正算法的研究起步较晚,不过之后的发展较快,从刚开始仅仅实现和改进国外文献中的校正方法到近几年提出一些思路新颖的校正方法.有必要总结分析目前的研究进展和存在的问题,找准进一步工作的方向,避免低水平重复研究.为此本文针对部分红外焦平面自适应非均匀性校正算法进行讨论和综合比较. 1　基于人眼视觉神经机理的自适应校正算法1981年,P.M.N a r e n d r a等人提出了第一种基于场景的自适应校正方法———等统计量方法[2].不过在后来的十年中,研究的重点一直都在定标类的校正算法研究中,关于自适应校正算法的研究并没有太大进展,直到20世纪90年代,才开始重点研究自适应的校正算法.1990年以来,美国海军研究实验室的D.A. S c r i b n e r等人基于人眼视觉神经机理的现有研究成果,提出了两种自适应非均匀校正算法[3,4].一种是时域高通滤波校正算法(简称T H P F-N U C),该方法参考人眼水平细胞(H o r i z o n t a l C e l l)对光信号的时域低通滤波特性,结合双极细胞(P o l a r i z e C e l l)和感光器(P h o t o r e c e p t o r)综合处理能力,构造时域高通滤波器来实现对偏移响应系数的校正.该算法的优点是运算简单,易于硬件实现,对1/f噪声引起的非均匀性有抑制作用;不足之处在于缺乏对增益响应系数的校正,同时当场景静止时,有目标退化和“鬼影”现象.还有一种是以神经网络计算为核心的自适应非均匀校正算法(简称N N-N U C),该算法是空域运算方法的代表,利用视网膜的视细胞之间存在横向联系和反馈回路的研究结果,采用神经网络结构,以四邻域均值作为期望,用最陡下降法对校正系数迭代更新,实现对I R F P A的自适应校正.优点在于同时完成对增益和偏移响应系数的校正,对空间高频噪声抑止效果较好,但同样存在目标退化和“鬼影”现象,而且收敛速度较慢.2003年,张小军等人针对既有加性噪声,又有乘性噪声,且加性噪声较强的情况,提出了先用时域高通滤波校正再用神经网络算法校正的二次校正算法[5].该算法同样需要场景运动,且实时性性能不高.2006年,杨少林等人针对传统神经网络校正算法收敛速度慢和校正精度不高的缺点,基于校正误差的均方值和增益因子的均值包含的信息,提出了一种新的误差函数以及增益和偏移校正因子的迭代公式[6],并设计了一个自适应步长调节因子.文中对仿真图像实验有较好的效果,但对真实红外图像的校正效果有待进一步检验.1995年,U n i v e r s i t y o f F l o r i d a的J.G.H a r r i s等人在美国海军的资助下对恒定统计量方法进行了计算上的改进,将其称为C S-N U C算法(C o n s t a n t-S t a t i s-t i c s C o n s t r a i n t N U C),并研究了算法模拟电路实现[7,8].该方法在神经生物学研究的启示下,基于众多视觉实验现象,总结生物系统对刺激的长期平均适应性,将其运用到I R F P A的非均匀校正.在两项约束条件下,建立校正参数的统计模型,再使用大量的图像序列对校正参数进行估计,实现红外焦平面的非均匀校正.校正公式为x=y-m ys y　,(1)其中x为校正后图像,y为校正前原始图像,m y和s y 分别为每个像元时域的均值和L1范数下标准差,通过每帧图像迭代的方式得到它们的估计m y=y(n)+(n-1)m y(n-1)n　,s y=y(n)-m y+(n-1)s y(n-1)n　,(2)该算法有效地消除了非均匀性带来的固定图案噪声,运算简洁,易于硬件实现,但需要大量图像序列进行参数估计,也有“鬼影”问题,同时算法对水平条纹噪声抑止效果不佳.1999年,文献[9]对两种代表性的自适应校正方法(C S-N U C和N N-N U C)在A D S P21060开发平台上进行了实验研究,结果表明对于128×128规格且帧频为100H z的I R F P A,对当时的D S P芯片处理能力而言仍然是比较繁重的.2003年,文献[10]提出了一种能更好保持场景细节的基于神经网络校正的改进算法,并运用T M S320C6201BD S P进行了算法的实现.但文中没有对该算法的运算速度进行分析,其算法实时性与实用性有待进一步检验.2　基于图像配准的自适应校正算法2000年,R.C.H a r d i e等人提出基于配准的校正方法[11],该方法依据各探测元对相同场景的响应也4106期张天序等:红外焦平面阵列非均匀性自适应校正算法研究进展图1　基于图像配准的自适应校正算法流程图F i g .1　B l o c kd i a g r a m o f t h ea d a p t i v e N U Cw i t hi m a g er e g i s -t r a t i on图2　代数自适应校正算法流程图F i g .2　B l o c kd i a g r a mo f a l g e b r a i c a l g o r i t h mf o r N U C应相等这个事实,通过图像配准技术实现对中轻度非均匀性噪声污染的图像进行校正.该方法最大优点在于对响应参数估计时只需要较少的几十帧图像,可以达到自适应校正实时性的要求.不足之处在于需要序列场景图像做全局运动,同时序列图像中目标需亮度保持不变.由于配准的精确度受非均匀性噪声程度的影响明显,因此在重度噪声下由于无法准确配准图像,导致校正效果不佳.2004年,徐田华等人运用时域高通滤波器对图像序列进行预处理,得到固定图案噪声估计的初值,同时结合传统的图像配准的校正算法进一步校正[12],该算法在较高强度固定图案噪声情况下有一定优越性.2002～2005年间,R a t l i f f 等人提出了代数校正算法(A l g e b r a i c A l g o r i t h m s f o r N U C )以及对它的改进[13].这些算法通过对帧间子像素级的移动估计和线性插值模型,来实现对偏移系数的校正.优点在于只需相对较少帧的图像就可以生成有效的校正参数矩阵,并对场景没有时空多样性的要求.与基于图像配准的校正方法相似,该算法同样要求序列图像只能有单纯水平或垂直方向移动,并且场景中目标亮度不变,算法性能受子象素级移动估计精度的影响,对重度噪声下的非均匀性校正需预先进行平滑滤波处理.3　基于统计模型和滤波技术的自适应校正算法上世纪末至今,在自适应校正算法方面,也陆续图3　统计校正算法流程图F i g .3　B l o c kd i a g r a m o f t h e s t a t i s t i c a l N U Ca l g o r i t h m出现了一些复杂算法.如1999年M .H a y a t 等人发展的统计校正算法[14](S t a t i s t i c a l A l g o r i t h mf o r N U C ),其假设统计的时间内所有探测元的输入辐照度范围相同,并服从均匀分布.先用一组序列估计出各种参数的数值,随之再用新的场景序列图像对参数进行更新,用更新的参数再对图像进行校正.该方法最大的特点是在校正公式中添加了一个噪声项,通过大量的场景数据,对增益、偏移以及噪声校正参数进行估计,实现自适应校正.算法流程见图3.该算法局限之处在于要求尽量使每个探测元都充分暴露于相同的辐射能量范围内,且需要大量的图像序列.S e r g i o N .T o r r e s 等人在2003～2006年间提出并研究了基于卡尔曼滤波(K a l m a n F i l t e r i n g )的红外焦平面自适应校正算法[15～17].该算法将增益和偏移视为离散高斯-马尔可夫过程中的随机状态变量,基于增益和偏移的时域统计模型,在其发生漂移时,运用卡尔曼滤波器对它们的估计进行更新,以达到自适应校正的目的.该算法特点在于建立了关于增益和偏移响应系数漂移的时域统计模型,对响应系数的时域漂移有较好的补偿;不过该算法同样需依赖场景多样性和恒定辐射范围的前提.2005年,牛照东等人基于场景统计非均匀性校正算法对场景分布的假定,获得探测单元接收红外能量的一、二阶矩,进而估计探测单元的响应参数,并应用交互多模I M M 算法[18,19],建立两个状态模型拟合响应参数不存在漂移和漂移剧烈的极限情况,融合估计探测单元的响应参数.仿真实验结果表明I M M 算法有较好的收敛性,并扩展了卡尔曼滤波算法的适用范围,但算法的运算量较大,难以达到实时性要求.2006年,李庆等人提出了以二次方程表征的响应特性数学模型,利用卡尔曼滤波对非均匀性图像实施双校正[20].该算法较好地补偿响应非线性411红外与毫米波学报26卷的影响,当探测动态范围较大时,它得到较高的校正准确度.2005年,甄德根等人提出了基于W i e n e r滤波的非均匀性校正算法[21],主要讨论了滤波器结构,滤波器阶数的确定方法以及期望响应的提取方式等关键问题.2005年,黄竹邻等人分析了红外焦平面阵列非均匀性的噪声特性,提出了反中值滤波为核心的红外焦平面自适应校正的方法[22].该方法在静止目标保持能力及硬件实现等方面都有较好的表现,但对伪像的抑止效果不佳.2001年,姜光等人以小波变换中的滤波器理论为基础,通过将图像序列在时间域的尺度分解和相应统计量计算,获得在红外焦平面校正中起影响的偏置和增益系数[23].文中以仿真图像验证算法合理性,对实际红外图像的校正效果有待进一步验证.4　高精度和智能型校正算法文献[24]基于最小均方拟和方法,建立高次函数校正模型进行多点定标校正,并运用基于场景的运动估计对响应漂移进行补偿.该算法更好的反映阵列元响应的非线性,在探测动态范围较大时有校正精度高的优点,但算法的实时性与灵活性不强.2006年,吴健飞等人提出了基于可变积分时间和均衡噪声的校正算法[25],该算法结合了基于定标和基于场景的校正算法的优点,一方面考虑探测器使用时积分时间不同带来的影响,记录几组常用积分时间下的定标系数以便选择使用;另一方面自适应调节增益系数,有效地均衡了各探测元噪声影响,使弱目标的信噪比达到较高效果.2005年,张天序等人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[26].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,提出采用一点校正与神经网络自适应校正相结合的方法.该方法在空间低频噪声占优时能获得好的校正效果,但算法仍需结合定标运算,算法适用条件受到限制.同年,张天序等人[27,28]深入分析了神经网络校正法出现目标退化和伪像的成因,指出没有考虑目标边缘而盲目更新系数是产生问题的根源.在此基础上,提出了防止目标退化与伪像的基于边缘指导的神经网络自适应校正方法,该方法在边缘提取效果较好的前提下能有效的抑止目标退化和伪像,但边缘提取运算带来算法实时性的降低.5　总结与展望纵观国内外十多年来红外焦平面非均匀性校正自适应算法的发展,主要的研究途径和研究重点可按不同的观点分类.若按处理的时空域来分,一方面有时域处理算法,如时域高通滤波法、小波分析、W i n n e r滤波和卡尔曼滤波;另一方面有空域处理算法,如神经网络法和中值滤波法;再有就是时空域处理结合的算法,典型的有基于配准的校正算法和代数校正算法.按照算法采用的探测元响应模型来分,首先有只校正偏移响应非均匀性的,如时域高通滤波法和代数校正算法;再有同时校正增益和偏移响应非均匀性的,如神经网络法和恒常统计约束法,还有考虑增益、偏移和读出噪声三者非均匀性的,如恒定范围统计法和卡尔曼滤波法.今后I R F P A非均匀校正自适应校正算法的研究工作可以从以下几方面来开展:首先,通过对实际红外非均匀性图像数据的分析,研究不同条件(如环境温度和季节气候等)下探测器响应参数时间、空间和频域的统计分布,进一步建立更加准确的焦平面响应的多参数模型;其次,基于生物视觉的研究进展,提出新的视觉仿生学的非均匀性自适应校正算法;再次,扩展算法的适用条件,发展针对不同应用对象和应用环境的自适应校正算法,特别是对于弱小目标检测系统的非均匀性校正算法研究尤为重要;另外,针对实际应用背景,设计合理的主/客观评价相结合的非均匀校正算法性能评价准则;最后,自适应校正算法实时快速地硬件实现和专用A S I C芯片的实现是实际非均匀性校正应用中亟待解决的问题.R E F E R E N C E S[1]WU Z o n g-F a n,L I U M e i-L i n,Z H A N G S h a o-J u.I n f r a r e da n d L o w-l e v e l L i g h t T e c h n o l o g y[M].B e i j i n g:N a t i o n a l D e-f e n s e I n d u s t r y P r e s s(吴宗凡,柳美琳,张绍举.红外与微光技术.北京:国防工业出版社),1998:4:93—100,126—130.[2]N a r e n d r aPM,F o s sN A.S h u t t e r l e s s f i x e dp a t t e r nn o i s ec o r r e c t i o nf o ri n f r a r e di m a g i n ga r r a y s[C].P r o c.S P I E,1981,282:44—51.[3]S c r i b n e r DA,S a k a 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收稿日期：２０１３ — １０ — １３；修订日期：２０１３ — １２ — １５
ＮｕｃｌｅａｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉａｎ７１００２４，Ｃｈｉｎａ）
Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅ— ｍａｉｌ：ｗ］９７＠ｕｓｔｃ．ｅｄｕ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｆｏｒｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｅｆｆｅｃｔｓｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙｓｉｎｔｅｎｓｉｔｙｒｅｓｐｏｎｓｅ，ａｎｏｎｌｉｎｅａｒｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｓｉｎｇｌｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｌａｓｅｒ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｔｈｅｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｅｑｕｉｐｒｍｅｎｔ．Ｅｘｐｅｒｉ — ｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄａｖｉｏｄｓｔｈｅｉｎｌｕｆｅｎｃｅｏｆｉｎｒａｆｒｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙｓｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｎｏｎ — ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ，ａｎｄｍｅｅｔｓｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｇｅｎｅｒａｌｉｔｙａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄｅｖｉｃｅｉｎｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌ —
文献标识码：Ａｄｏｉ：ｌ０．３７８８／ＣＯ．２０１４０７０１．０１４４中图分类号：ＴＮ２１５
Ｍｅｔｈｏｄｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｎｏｎｌｉｎｅａｒｃａｌｉｂｒａｔｅｄｃｕｒｖｅｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙｓ
第７卷
第ｌ期
中国光学
ＣｈｉｎｅｓｅＯｐｔｉｃｓ
Ｖｏ１．７Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２Ｏ１４
２０１４— １５３１（２０１４）０１－０１４４－０６
红外焦平面阵列非线性校正曲线测量方法
王飞，戢运峰，冯冈』，徐作冬，邵碧波
（西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西西安７１００２４）
摘要：针对红外焦平面阵列强度响应的非线性ｌ失真现象，本文提出了一种基于单波长激光器测定红外焦平面阵列非线性校正曲线的方法，设计出用于测量的实验装置，并通过实验研究获得了实测的非线性校正曲线。结果表明，该方法规避了红外焦平面阵列光谱响应不均匀性的影响，满足了装置器件在工程技术中通用性和实用性的需要，在简单易行的同时保证了较高的测量精度。关键词：红外焦平面阵列；非线性；校正
ｏｇｙ，ｗｈｉｃｈｅｎｓｕｒｅｓｔｈｅｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃｙｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｓｗｅｌｌａｓｓｉｍｐｌｅｎｅｓｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｆｒａｒｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙｓ；ｎｏｎｌｉｎｅａｒ；ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ
ＷＡＮＧＦｅｉ，ＪＩＹｕｎ — ｆｅｎｇ，ＦＥＮＧＧａｎｇ，ＸＵＺｕｏ — ｄｏｎｇ，ＳＨＡＯＢｉ — ｂｏ
（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬａｓｅｒＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｗｉｔｈＭａｔｔｅｒ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ