紅外焦平面探測器非均勻性校正和盲元替換方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及紅外探測領域，特別地，涉及一種紅外焦平面探測器非均勻性校正和 盲元替換方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著半導體制作技術的提高和對探測范圍、刷新頻率需求的提升，單點紅外焦平 面探測器已不能滿足應用需求。紅外焦平面陣列探測器在軍事和民用領域都獲得廣泛應 用。但受制作器件的半導體材料和工藝等條件的限制，紅外焦平面探測器存在較大的非均 勻性，其來源主要有以下幾個方面： (1)、探測器中各陣列元的響應特性的非一致性。當陣列具有較高的穩定性時，這種非 均勻性在像平面上的模式是固定的。
[0003] (2)、l/f噪聲。
[0004](3)、電信號傳輸與放大通路的不一致。
[0005] (4)、紅外光學系統的影響，尤其是冷屏的影響使圖像表現為中間亮而四周暗。
[0006] 所獲取的圖像信息的非均勻性已經直接影響到探測距離和圖像分辨率，但這種非 均勻性還無法消除，只能通過后續圖像處理方法來減小。但現有的后續處理算法均存在計 算量大、收斂速度慢、依賴場景的運動、及硬件實現難度大等缺點，尤其是難以滿足實時校 正的需求。

【發明內容】

[0007] 本發明提供了一種紅外焦平面探測器非均勻性校正和盲元替換方法及裝置，以解 決現有的紅外焦平面探測器非均勻性圖像處理算法多點標定計算復雜、實時性不強及大面 陣圖像處理困難的技術問題。
[0008] 本發明采用的技術方案如下： 根據本發明的一個方面，提供一種紅外焦平面探測器非均勻性校正和盲元替換方法， 基于現場可編程門陣列FPGA控制器和兩個靜態隨機存取存儲器SRAM，本發明方法包括： FPGA控制器接收原始圖像數據并將原始圖像數據緩存至第一SRAM; FPGA控制器從第二SRAM讀取盲元位圖及校正系數，從第一SRAM提取原始圖像數據的 像素點，對提取的像素點依次進行盲元判斷及非均勻性校正，且每緩存三個像素點后進行 四點盲元替換得到經非均勻性校正和盲元替換后的數據。
[0009] 進一步地，本發明對提取的像素點依次進行盲元判斷及非均勻性校正，且每緩存 三個像素點后進行四點盲元替換得到經非均勻性校正和盲元替換后的數據包括： 判斷當前像素點是否為盲元，若是則提取下一行該列像素點并判斷其是否為盲元，直 至提取的當前像素點不為盲元，作為四點盲元替換的下方像素值； 根據像素值大小選定校正系數所在區間，讀取校正系數并逐個對像素點進行非均勻性 校正； 緩存四點盲元替換的上方像素值、左方像素值和右方像素值； 采用四點盲元替換得到經非均勻性校正和盲元替換后的數據。
[0010] 進一步地，非均勻性校正的校正公式為：
其中X(i，j)為第i行第j列像素值，y(i，j)為非均勻校正后的像素值，1和bn分別 為第m區間乘校正系數和加校正系數。
[0011] 進一步地，四點盲元替換的替換公式為：
其中i，j表示盲元像素所處的行號和列號。
[0012] 進一步地，FPGA控制器內緩存第一SRAM的讀寫地址，以批量提取第一SRAM內的 原始圖像數據。
[0013] 進一步地，FPGA控制器內經處理后得到的非均勻性校正和盲元替換后的數據緩存 后經數傳接口傳遞至下一終端。
[0014] 根據本發明的另一方面，提供一種紅外焦平面探測器非均勻性校正和盲元替換裝 置，其特征在于，包括：現場可編程門陣列FPGA控制器、第一SRAM、第二SRAM; 第二SRAM存儲盲元位圖及校正系數且與FPGA控制器連接供FPGA控制器讀取； FPGA控制器連接有用于導入原始圖像數據的圖像輸入接口；FPGA控制器包括： 圖像緩存模塊，連接圖像輸入接口及第一SRAM，用于將接收的原始圖像數據緩存第一SRAM； 圖像處理模塊，用于從第二SRAM讀取盲元位圖及校正系數，從第一SRAM提取原始圖像 數據的像素點，對提取的像素點依次進行盲元判斷及非均勻性校正，且每緩存三個像素點 后進行四點盲元替換得到經非均勻性校正和盲元替換后的數據。
[0015] 進一步地，FPGA控制器還包括： 地址緩存模塊，用于緩存第一SRAM的讀寫地址，以批量提取第一SRAM內的原始圖像數 據。
[0016] 進一步地，本發明紅外焦平面探測器非均勻性校正和盲元替換裝置還包括： 數傳接口，連接FPGA控制器，用于將FPGA控制器內經處理后得到的非均勻性校正和盲 元替換后的數據緩存后傳遞至下一終端。
[0017] 本發明具有以下有益效果： 本發明紅外焦平面探測器非均勻性校正和盲元替換方法及裝置，結合FPGA控制器優 異的并行處理能力和SRAM的大存儲空間及高速順序讀寫功能，增強了非均勻性校正和盲 元替換處理的實時性，且經緩存三個像素點后進行四點盲元替換得到經非均勻性校正和盲 元替換后的數據，不需要緩存三行數據，可以實現大面陣圖像處理，且多點標定僅與SRAM 和FPGA控制器的資源數有關，增加標定點數不會增加算法處理的時間復雜度和空間復雜 度，進而可以實現實時多點標定大面陣紅外焦平面探測器非均勻性校正和盲元替換。
[0018] 除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。 下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0019] 構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中： 圖1是本發明優選實施例紅外焦平面探測器非均勻性校正和盲元替換裝置的結構示 意圖； 圖2是本發明優選實施例紅外焦平面探測器非均勻性校正和盲元替換方法的流程示 意圖； 圖3是本發明優選實施例盲元替換示意圖。
[0020] 附圖標記說明： 100、FPGA控制器；110、圖像緩存模塊；120、圖像處理模塊；130、地址緩存模塊； 200、第一SRAM; 300、第二SRAM; 400、圖像輸入接口； 500、數傳接口。
【具體實施方式】
[0021] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0022] 本發明的優選實施例提供了一種紅外焦平面探測器非均勻性校正和盲元替換方 法，參照圖1及圖2,本發明方法基于現場可編程門陣列FPGA控制器100和兩個靜態隨機存 取存儲器SRAM，即第一SRAM200和第二SRAM300,以實現實時多點標定大面陣紅外焦平面探 測器非均勻性校正和盲元替換。
[0023] 參照圖2,本發明方法包括以下步驟： 數據流1，原始圖像數據經FPGA控制器100后緩存至第一SRAM200內。本實施例中，FPGA控制器100經圖像輸入接口 400接收原始圖像數據，且FPGA控制器100將接收到的原 始圖像數據經多路圖像輸出整合及數據位拼接后存儲到第一SRAM200中。
[0024] 數據流2,FPGA控制器100從第二SRAM300讀取盲元位圖及校正系數，從第一 SRAM200提取原始圖像數據的像素點，對提取的像素點依次進行盲元判斷及非均勻性校正， 且每緩存三個像素點后進行四點盲元替換得到經非均勻性校正和盲元替換后的數據。具體 過程如下： FPGA控制器100從第二SRAM300中讀取一行盲元位圖數據。
[0025]FPGA控制器100判斷當前行當前列像素是否為盲元，如是則從第一SRAM200中讀 取下一行該列像素值，如否則從第一SRAM200中讀取當前行該列像素值。優選地，由于SRAM 讀寫速率高于圖像輸入速率，在FPGA內緩存SRAM的讀寫地址，實現批量數據操作，實現同 一片SRAM內圖像的存儲和輸出。
[0026] 根據像素值大小選定校正系數所在區間，同樣需要判斷當前像素是否為盲元，如 是則讀取下一行該列像素值，如否則讀取當前行該列像素值，目的是獲取四點盲元替換的 下方像素值。