为提高某中波红外探测器的图像质量, 设计了基于FPGA的红外图像实时处理系统, 系统能够完成实时的非均匀性校正与盲元补偿处理。介绍了目前常用的非均匀性校正、盲元识别和补偿算法, 并结合实际工程需求采用多点法进行非均匀性校正以及8点平均法进行盲元补偿。在仿真实验成功的基础上, 基于FPGA平台构建了硬件平台。系统可以实现系数自定义更新, 可以手动或自动完成非均匀性较正系数计算, 以及实现盲元列表的自动更新操作。利用某国产中波红外探测器对处理系统进行了测试试验, 实验结果表明: 校正后图像非均匀性＜03%, 盲元率＜0001%。系统工作稳定、可靠, 图像处理满足实时性和精度要求。

在红外焦平面( IRFPA)成像系统中, 盲元检测和补偿是红外成像过程中必不可少的一步。针对 FPGA, 提出一种基于两点参数的简化型 3σ盲元检测算法, 并介绍了自适应窗口盲元补偿算法。该算法通过分析两点参数矩阵的分布情况, 以 3σ为基准裁定盲元; 再在自适应窗口中补偿盲元, 优化了补偿结果。具体介绍了硬件功能结构和算法关键数据流的设计。仿真和实际场景实验结果表明该算法对盲元能做到精确检测和有效补偿, 且速度快和资源省, 能在硬件上完整地实现。

本文在总结国内外盲元检测和补偿算法的基础上, 按照盲元表现形式的不同将其分为死像元、暗电流像元、噪声像元和闪变像元。并利用红外焦平面, 对不同参考辐射的响应数据采用了不同的检测算法进行检测。与传统算法比较, 该算法考虑了暗电流像元和闪变像元, 且分类检测分设标准, 检测精度高。利用相邻像元的相关性, 提出了一种基于边缘检测和盲元块判断的补偿算法, 能较好的保留边缘和补偿盲元块。

针对全向激光告警系统中SWIRFPA的盲元补偿问题，提出一种基于邻域灰度特性的加权插值盲元补偿算法。阐述该算法的基本思想和原理，根据盲元邻域灰度值的分布情况，赋予每个邻域像元与其灰度值相关的权重，进而完成盲元补偿。从主客观2个角度对补偿效果进行评价。结果表明: 与传统的邻域平均法和中值滤波法相比，加权插值盲元补偿算法对全向激光告警系统中SWIRFPA的盲元补偿效果最好，不仅使盲元补偿值与其邻域偏差最小，而且减小了盲元对系统探测的影响，有效提高了系统性能。