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一种适用于红外成像系统的宽动态范围非均匀性校正算法

DOI：10.3938/jkps.73.1821 期刊：Journal of the Korean Physical Society 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 20:30:30
摘要： 均匀性是先进红外焦平面阵列（IRFPA）及红外成像系统的关键特性。与传统红外望远镜设备不同，采用IRFPA的地面红外辐射特性测量系统不仅能提供一系列高信噪比（SNR）红外图像，还能确保辐射测量数据的有效性。通常，长积分时间有利于红外辐射特性辐射测量系统获取高信噪比红外图像。鉴于被测目标能量的可变性与不确定性，切换积分时间与衰减器的操作通常能保障红外辐射特性测量过程中获得的红外辐射数据质量。特定积分时间下的非均匀性校正（NUC）系数往往仅适用于该积分时间，若切换积分时间，红外成像的信噪比将迅速下降。综合考虑红外图像信噪比与上述红外辐射特性测量的影响，我们提出一种宽动态范围NUC算法。此外，本文详细推导建立了该算法的数学模型，并采用?400毫米孔径的地面中波红外（MWIR）辐射特性测量系统进行验证实验。对比了该算法与传统算法在不同积分时间下的实验结果，统计数据显示：在2.5毫秒积分时间下，该算法平均非均匀性从0.77%降至0.21%；在5.5毫秒积分时间下从1.33%降至0.26%。测试结果表明，采用该算法能提升红外成像质量与辐射测量精度。
作者： Li-Hua Cai，Feng-Yun He，Song-Tao Chang，Zhou Li
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出一种适用于红外辐射特性测量（IRCM）系统的宽动态范围非均匀性校正（NUC）算法，该算法通过处理可变积分时间来提升红外成像质量和辐射测量精度。

研究成果

所提出的宽动态范围非均匀性校正算法能有效降低不同积分时间下红外图像的非均匀性，同时提升成像质量和辐射测量精度。该算法简化了非均匀性校正流程及设备要求，增强了红外对抗系统的实时性能。

研究不足

该算法专为配备冷却红外焦平面阵列的IRCM系统设计，可能无法直接适用于其他类型的红外成像系统。实验是在受控环境中使用特定设备进行的，实际应用中可能会面临大气效应或目标条件变化等额外挑战。

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