基于FPGA的实时非均匀性校正方法研究

基于FPGA的CMOS图像实时非均匀性校正方法是降低CMOS图像传感器固定模式噪声的有效方法，对于获取高质量的图像具有重要意义。本文以CMOSIS公司的CMOS图像传感器CMV4000为例，基于实验室的积分球观测数据，对该CMV4000传感器的非均匀性进行了研究并在传统校正算法的基础进行改进，提出一种利于硬件实现的实时校正方法。 知识点1：非均匀性校正的重要性 非均匀性校正是降低CMOS图像传感器固定模式噪声的有效方法，对于获取高质量的图像具有重要意义。CMOS图像传感器的非均匀性是指传感器在不同像素点上的响应不一致，导致图像中的暗信噪声和其他噪声。 知识点2：CMOS图像传感器的结构和优点 CMOS图像传感器的结构包括像素阵列、读出电路、增益放大器等。CMOS图像传感器的优点包括驱动简单、集成度高、功耗低、帧频高等。 知识点3：CMOS图像传感器的非均匀性来源 CMOS图像传感器的非均匀性来源于结构中的增益放大器的失配，每个像素和每列像素都有独立的增益放大器，放大器较小的失配都会产生固定图案噪声。 知识点4：传统的校正方法 传统的校正方法包括两点校正、分段线性校正、多项式拟合校正等。但是，这些方法需要计算每个像素的校正系数，数据量较大。 知识点5：基于FPGA的实时非均匀性校正方法 基于FPGA的实时非均匀性校正方法可以实时地校正CMOS图像传感器的非均匀性，减少图像中的暗信噪声和其他噪声。该方法可以在硬件上实现，具有高效、实时的特点。 知识点6：CMV4000传感器的特点 CMV4000传感器是一种低噪声、高灵敏度、高帧频的面阵CMOS探测器，具有卷帘、全局两种快门方式。该传感器的像元分辨率为4M，具有16个LVDS输出通道，可以输出12bit的数据。 知识点7：响应非均匀性（PNRU）评价指标 响应非均匀性（PNRU）是评价非均匀性校正方法的重要指标。该指标可以评价校正方法的效果，判断图像中的暗信噪声和其他噪声的减少程度。 知识点8：实验结果 实验结果表明，基于FPGA的实时非均匀性校正方法可以有效地减少图像中的暗信噪声和其他噪声，提高图像的质量。