红外数字tdi成像非均匀性校正-中国图象图形学报.pdfVIP

中图分类号：TN29； 文献标识码：A 红外数字TDI 成像非均匀性校正 1,2,3 1,3 1,2,3 1,3 1,3 杨洪飞 ，夏晖 ，马贝 ，孙胜利 ，饶鹏 （1.中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083；2.中国科学院大学，北京100049 3．中国科学院红外探测与成像技术重点实验室，上海 200083） 摘 要：目的 红外数字TDI先经过信号的模拟数字转换，再进行时间延迟累加，曝光方式比较灵活，能够提高探测 系统灵敏度以及探测目标信噪比，在航空航天遥感应用领域具有广泛的应用，红外数字TDI通常采用扫描方式成像， 既具有扫描成像的特点，其本身又是一个小面阵，在信息获取上具有扫描和凝视双重特性，在信息处理端，成像 非均匀性是限制其成像质量的关键因素，降低输出图像的非均匀性，对开展目标探测、识别等研究和应用具有重 要意义。方法 通过分析成像系统的每个部分，建立了成像输入输出模型，讨论了模型中各个参数对成像非均匀性 的影响，指出优化系统非均匀性的途径；对图像非均匀性校正分为盲元补偿和有效像元的非均匀性校正，对盲元 进行邻域像素替代和邻域像素平均的交替迭代补偿提高了盲元的补偿率，对有效像元分析了所有像元的响应特性， 选择了曲线拟合的目标校正曲线对系统灰度输出与输入能量之间的非线性进行校正，并引入校正因子对非扫描方 向上的非均匀性进一步校正。结果 使用上海技术物理研究所研制的640×8中波红外数字TDI探测器进行了黑体定 标验证，结果表明：在特定温度下的黑体成像经过校正后的非均匀性由19.44%下降到4.01%，外场实验获得的红外 TDI图像上的横条纹明显减少和弱化。结论 通过分析对目标场景成像从光信号到电信号的整个链路，得到影响成 像非均匀性的具体参数，对红外数字TDI成像系统设计具有一定参考意义；使用提出方法对红外数字TDI成像进行 了盲元补偿和非均匀性校正，成像非均匀性显著下降，验证了该方法的有效性。 关键词：红外成像系统；盲元；非均匀校正 Non-uniformity correction of infrared digital TDI imaging Yang Hongfei1,2,3, Xia Hui1,3, Ma Bei1,2,3, Sun Shengli1,3, Raopeng1,3 （1. Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Science, Shanghai 200083, China; 2. University of Chinese Academy of Science, Beijing 100049, China ；3. Key Laboratory of infrared detection and imaging, Chinese Academy of Sciences ） Abstract: Objective Infrared digital TDI firstly convert the analog signals into digital ones and then accumulate time delay integration signals compared with traditional infrared analog TDI. Its exposure method is much flexible and could improve the system detection sensitivity and the signal to noise ratio of target , thus widely used in the field of aerospace remote sensing applications. Infrared digital TDI image system usua