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可变积分时间红外相机的非均匀性校正

DOI：10.1109/JPHOT.2018.2881393 期刊：IEEE Photonics Journal 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 提出一种二维校准技术，通过单次校准即可校正红外成像系统在不同积分时间和时变偏移下的空间非均匀性。与传统基于校准的非均匀性校正方法不同，该技术利用两个积分时间（除不同辐照度外）的二维信息进行非均匀性校准，克服了传统校准校正的缺陷。首先，该方法消除了校准过程对积分时间的依赖，并通过大衰减因子显著抑制固定图案噪声；其次，通过短积分与正常积分图像相减实现时变偏移的实时消除。详细分析了两点校正法与本方法的校正误差。在制冷型红外相机实验中，采用相同校正系数时，本方法即使积分时间变化七倍仍能保持更高均匀性。与两点校正法的定量及定性对比均证实其优越性。这种单次校准和无快门校正方案避免了对真实场景正常操作的干扰，在计算和硬件复杂度较低的前提下，拓展了红外成像系统在实际工程中的应用范围。
作者： Nan Chen，Jiqing Zhang，Shengyou Zhong，Zhongshun Ji，Libin Yao
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

采用一次性校准方法校正红外成像系统中因积分时间可变和时间偏移时变导致的空间非均匀性。

研究成果

所提出的二维校准方法能有效校正红外成像系统中可变积分时间与时变偏移导致空间非均匀性，无需多次校准或快门操作，以低计算复杂度实现实时校正。实验结果表明，与传统两点校正相比，该方法在多种积分时间下均表现出更优性能，固定图案噪声更低且信噪比更高，适用于实际工程应用。

研究不足

该方法假设了一个线性响应模型，可能无法完全解释红外相机响应中的所有非线性因素。其依赖于校准过程的准确性以及焦平面阵列温度的稳定性——虽然通过制冷器实现了温度稳定，但仍可能存在微小漂移。衰减因子的有效性取决于校准条件，在校准未涵盖的极端变化条件下性能可能会下降。

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