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近几年来,红外焦平面阵列技术因其结构简单、灵敏度高、频带宽、响应快等优点,在生产和生活中,得到了日益广泛的应用。但由于器件材料和制作工艺等原因,红外焦平面阵列存在非均匀性及随时间变化的漂移现象,使图像模糊不清,测温精度下降,严重影响了红外成像设备的应用。因此,对红外焦平面阵列非均匀性和漂移问题进行深入的研究是必要和迫切的。
本文以实际实验数据为基础,从空、时域不同角度分析热像仪输出的理想黑体的红外图像。根据红外图像噪声产生的原因,将噪声划分为三种类型:时域噪声,空间固有模式噪声和漂移噪声。对时域噪声,用对多帧图像求平均的方法进行消除;空间固有噪声即非均匀性,将采用曲线拟和校正法校正。
本文重点研究红外图像的漂移现象。首先找出漂移随温度变化的规律,然后根据漂移对环境温度和机芯温度的特性曲线,建立双变量线性回归模型,对漂移进行补偿,借助显著性分析方法,分别研究环境温度和机芯温度对漂移的影响,结果证明两个变量对输出图像的漂移都很重要,而且双温度变量结合的线性回归模型能达到较好的测温精度。
将时域噪声、非均匀性和漂移噪声分离,有利于选用不同的方法处理图像,使得红外焦平面阵列达到较高的图像测温精度。整个处理过程,算法简单,容易实现,对红外图像在强调测温精度方面的应用具有重要意义。