红外图像非均匀性校正方法研究文献综述

红外图像非均匀性校正方法研究开题报告

文献综述

一．研究背景

红外焦平面阵列器件(IRFPA)是当前技术性能先进的红外探测器^[1-2]，相比于其他红外探测器件具有结构简单、结构简单、工作稳定可靠、灵敏度高、噪音等效温差(NETD)小等优点,在环境监测，夜间驾驶，飞机全天候起飞着陆，医学诊断，工业过程控制与故障诊断，战场监视，安全防范与执法，武器瞄准以及头盔夜视等等领域有比较广泛的应用。但是由于制造工艺和材料的限制，红外焦平面阵列表面上的各个单元的探测性能不同，其响应度有一定的差别，即存表面响应存在一定的非均匀性，非均匀性导致红外图像存在叠加的固定图案噪声（FPN）。

具体来说，导致红外焦平面阵列产生非均匀性的原因有三种：

1. 关于器件本身的非均匀性

红外阵列自身的非均匀性是产生图像非均匀性的一个重要方面。阵列器件产生非均匀性主要由三方面构成：红外探测器、CCD和CCD与探测器之间的耦合。这些主要是由于现代制造工艺水平决定，这些非均匀性不能消除只能尽可能减弱。

1. 器件工作时引入的非均匀性

器件工作时，工作环境温度的波动、单元电路驱动信号的变化都将造成输出图像在不同程度生产生非均匀性。这种非均匀性主要由焦平面器件的工作状态决定，同一个焦平面在不同的成像系统中，或在不同的工作环境中都会表现出不同的非均匀性特征。另一方面，阵列工作时内部半导体电荷产生的1/f噪声对探测器的非均匀性有一定的影响。因对 1/f噪声的成因尚未完全清楚，一般认为它是由半导体的表面电流所引起的，故又称为电流噪声。

1. 由外界输入产生的非均匀性

由于红外探测图像具有高背景噪声和低对比度的缺点，所以红外图像非常容易收到外界输入的影响，特别是当辐射源的辐射总量和辐射光谱发生变化时，器件的工作参数和工作性能将发生相应的变化，由此产生非均匀性。由于是外界条件引起的非均匀性，故在研制器件和电路系统设计是很难将这类均匀性考虑进去。

从上述分析可以看出红外焦平面阵列由器件而产生于的非均匀性问题是复杂而且多变的，现有的工艺很难从器件上消除非均匀性，故对在后端处理红外图像矫正非均匀性的研究就具有很重要的应用价值和研究意义。