热像仪暗角补偿研究.pdf

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1、第39卷第3期红外技术Vol.39No.32017年3月InfraredTechnologyMar.2017热像仪暗角补偿研究1121111粟宇路，杨波，夏菲，苏兰，苏俊波，刘传明，陈大乾（1.昆明物理研究所，云南昆明650223；2.国网辽阳供电公司信息通信分公司，辽宁111000）摘要：针对热像仪普遍存在的暗角噪声进行了分析，提出了一种基于参考辐射源进行暗角噪声补偿的方法。探讨了传统非均匀性校正方法对暗角噪声进行补偿的优劣性，并提出了一种改进的神经网络校正算法。基于Retinex理论提出了一种基于单

2、帧图像快速去除暗角噪声的方法，实验结果表明，该算法可以有效去除暗角噪声。关键词：热像仪；暗角噪声；非均匀性校正中图分类号：TN219文献标识码：A文章编号：1001-8891(2017)03-0226-06ResearchonThermalImagerDark-cornerCompensation1121111SUYulu，YANGBo，XIAFei，SULan，SUJunbo，LIUChuanming，CHENDaqian(1.KunmingInstituteofPhysics,Kunming6502

3、23,China;2.StateGridLiaoyangElectricPowerSupplyCompanyInformation&TelecommunicationBranch,Liaoning111000,China)Abstract：Adark-cornercompensationmethodbasedonreferencesourceisproposedinthispaper,followingtheanalysisofthemulti-viewthermalimagerdark-cornern

4、oise.Thesuperiority-inferiorityofNUCalgorithmisdiscussedbasedonmulti-frameimagestosolvetheproblemofthedark-cornernoise,andimprovetheNUCalgorithmbasedonneuralnetwork.Afastalgorithmofremovingdark-cornernoisebasedonsingleframeimageisalsointroducedinthispape

5、r.Theexperimentalresultsshowthattheproposedalgorithmcanremovedark-cornernoiseeffectively.Keywords：thermalimager，dark-cornernoise，NUC像经常会出现画面中心亮、边缘及四角暗的现象——0引言暗角。暗角其实就是热像仪光学系统引入非均匀性未随着凝视型红外焦平面技术的发展，红外热像仪得到有效补偿所导致的结果，是一种特殊的光学系统被越来越多地应用到军事、医疗、安防、农业、工业引入噪声。等

6、领域。同时，人们对红外热像仪功能、性能需求的本文针对暗角噪声现象及其产生原因进行了分提升也促使红外热像仪不仅探测器阵列分辨率越来析，提出了基于参考辐射源的暗角噪声补偿方法，采越高（像元数越来越多、像元尺寸则越来越小），而用了传统热像仪系统响应非均匀性校正算法对暗角且其系统结构也越来越复杂（光学系统越来越复杂）。噪声进行补偿，改进了神经网络校正算法，并提出了红外热像仪系统响应非均匀性校正一直是红外热像一种基于单帧图像快速去除暗角噪声的方法。仪研究的热点问题之一，伴随着热像仪功能、性能的1暗角分析提升，红外

7、系统响应非均匀性问题也越来越突出，难以解决。红外热像仪系统响应非均匀性产生的三大来1.1暗角表象源是光学系统、探测器、后处理电路。对于整个热像未经过校正的热像仪输出图像一般都会出现不仪系统，经过一次基于参考辐射源的校正通常可以很同程度的中心亮、周围暗的现象，如图1所示，这种好地补偿光学系统、探测器和后处理电路共同引入的现象称为暗角。其中，图1(a)为国产640×512制冷型系统响应非均匀性缺陷。但随着热像仪视场切换、调中波热像仪对55℃均匀辐射黑体成像输出的未经校焦以及环境温度、冲击振动等因素的影响，光

8、学系统正的本底图像；图1(b)为黑体辐射出的中波红外能量引入的非均匀性会呈现明显变化，导致热像仪输出图进入光学系统最终到达像面，探测器对其响应的二维收稿日期：2016-09-28；修订日期：2017-01-08.作者简介：粟宇路（1987-），男，湖南怀化人，工程师，研究方向为红外系统成像及图像信息处理。226第39卷第3期Vol.39No.32017年3月粟宇路等：热像仪暗角补偿研究Mar.2017能量强弱分布；图1(c)为探测器接收入射