基于FPGA的红外图像无快门非均匀性校正技术研究

红外图像无快门非均匀性校正是一个关键的领域，尤其是在高性能的红外成像系统中，因为红外探测器，作为热成像的核心组件，其性能的稳定性直接影响到最终图像的质量。通常，红外探测器的非均匀性源于制造材料和工艺的不同，导致其响应强度在空间上存在差异。当前的主流校正方法是两点校正，即通过两个校准点的信号差异来计算并纠正探测器输出的非线性特性。这种方法依赖于定期的快门操作，以便实时更新校正参数，但这无疑会给实时探测带来显著的中断，限制了系统的实时性和效率。 本文研究的主要目标是利用现场可编程门阵列(FPGA)实现一种新型的红外图像无快门非均匀性校正技术。FPGA以其灵活的硬件逻辑设计和并行处理能力，为解决这个问题提供了可能。相比于传统的两点校正，无需频繁中断探测过程，FPGA可以直接实时处理探测器的数据流，通过硬件级别的优化和并行计算，实现连续、高效且无干扰的校正。 作者雷伟，在电子与通信工程学科的指导下，深入探讨了如何利用FPGA的设计原则和算法，开发出一种能够在不影响红外成像实时性的前提下，有效减小非均匀性影响的解决方案。这包括设计复杂的数字信号处理电路，以及优化数据流处理流程，确保即使在高帧率下也能提供精确的校正。 论文不仅关注理论分析，还可能涉及实际硬件实现的细节，如校准算法的硬件化、误差分析、功耗优化以及性能测试等。通过FPGA的使用，有望打破传统方法的局限，提高红外成像系统的实用性和竞争力，对于红外成像技术的发展具有重要意义。 这项研究不仅推动了红外成像技术在工业和军事领域的应用，也展示了FPGA在图像处理中的潜在价值，为未来的无快门红外成像系统提供了重要的技术支撑。同时，它也体现了学术界在面对复杂信号处理问题时，如何结合硬件优化与算法创新，以提升系统性能的探索精神。