红外焦平面探测器非均匀性校正和盲元替换方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及红外探测领域，特别地，涉及一种红外焦平面探测器非均匀性校正和 盲元替换方法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着半导体制作技术的提高和对探测范围、刷新频率需求的提升，单点红外焦平 面探测器已不能满足应用需求。红外焦平面阵列探测器在军事和民用领域都获得广泛应 用。但受制作器件的半导体材料和工艺等条件的限制，红外焦平面探测器存在较大的非均 匀性，其来源主要有以下几个方面： (1)、探测器中各阵列元的响应特性的非一致性。当阵列具有较高的稳定性时，这种非 均匀性在像平面上的模式是固定的。
[0003] (2)、l/f噪声。
[0004](3)、电信号传输与放大通路的不一致。
[0005] (4)、红外光学系统的影响，尤其是冷屏的影响使图像表现为中间亮而四周暗。
[0006] 所获取的图像信息的非均匀性已经直接影响到探测距离和图像分辨率，但这种非 均匀性还无法消除，只能通过后续图像处理方法来减小。但现有的后续处理算法均存在计 算量大、收敛速度慢、依赖场景的运动、及硬件实现难度大等缺点，尤其是难以满足实时校 正的需求。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种红外焦平面探测器非均匀性校正和盲元替换方法及装置，以解 决现有的红外焦平面探测器非均匀性图像处理算法多点标定计算复杂、实时性不强及大面 阵图像处理困难的技术问题。
[0008] 本发明采用的技术方案如下： 根据本发明的一个方面，提供一种红外焦平面探测器非均匀性校正和盲元替换方法， 基于现场可编程门阵列FPGA控制器和两个静态随机存取存储器SRAM，本发明方法包括： FPGA控制器接收原始图像数据并将原始图像数据缓存至第一SRAM; FPGA控制器从第二SRAM读取盲元位图及校正系数，从第一SRAM提取原始图像数据的 像素点，对提取的像素点依次进行盲元判断及非均匀性校正，且每缓存三个像素点后进行 四点盲元替换得到经非均匀性校正和盲元替换后的数据。
[0009] 进一步地，本发明对提取的像素点依次进行盲元判断及非均匀性校正，且每缓存 三个像素点后进行四点盲元替换得到经非均匀性校正和盲元替换后的数据包括： 判断当前像素点是否为盲元，若是则提取下一行该列像素点并判断其是否为盲元，直 至提取的当前像素点不为盲元，作为四点盲元替换的下方像素值； 根据像素值大小选定校正系数所在区间，读取校正系数并逐个对像素点进行非均匀性 校正； 缓存四点盲元替换的上方像素值、左方像素值和右方像素值； 采用四点盲元替换得到经非均匀性校正和盲元替换后的数据。
[0010] 进一步地，非均匀性校正的校正公式为：
其中X(i，j)为第i行第j列像素值，y(i，j)为非均匀校正后的像素值，1和bn分别 为第m区间乘校正系数和加校正系数。
[0011] 进一步地，四点盲元替换的替换公式为：
其中i，j表示盲元像素所处的行号和列号。
[0012] 进一步地，FPGA控制器内缓存第一SRAM的读写地址，以批量提取第一SRAM内的 原始图像数据。
[0013] 进一步地，FPGA控制器内经处理后得到的非均匀性校正和盲元替换后的数据缓存 后经数传接口传递至下一终端。
[0014] 根据本发明的另一方面，提供一种红外焦平面探测器非均匀性校正和盲元替换装 置，其特征在于，包括：现场可编程门阵列FPGA控制器、第一SRAM、第二SRAM; 第二SRAM存储盲元位图及校正系数且与FPGA控制器连接供FPGA控制器读取； FPGA控制器连接有用于导入原始图像数据的图像输入接口；FPGA控制器包括： 图像缓存模块，连接图像输入接口及第一SRAM，用于将接收的原始图像数据缓存第一SRAM； 图像处理模块，用于从第二SRAM读取盲元位图及校正系数，从第一SRAM提取原始图像 数据的像素点，对提取的像素点依次进行盲元判断及非均匀性校正，且每缓存三个像素点 后进行四点盲元替换得到经非均匀性校正和盲元替换后的数据。
[0015] 进一步地，FPGA控制器还包括： 地址缓存模块，用于缓存第一SRAM的读写地址，以批量提取第一SRAM内的原始图像数 据。
[0016] 进一步地，本发明红外焦平面探测器非均匀性校正和盲元替换装置还包括： 数传接口，连接FPGA控制器，用于将FPGA控制器内经处理后得到的非均匀性校正和盲 元替换后的数据缓存后传递至下一终端。
[0017] 本发明具有以下有益效果： 本发明红外焦平面探测器非均匀性校正和盲元替换方法及装置，结合FPGA控制器优 异的并行处理能力和SRAM的大存储空间及高速顺序读写功能，增强了非均匀性校正和盲 元替换处理的实时性，且经缓存三个像素点后进行四点盲元替换得到经非均匀性校正和盲 元替换后的数据，不需要缓存三行数据，可以实现大面阵图像处理，且多点标定仅与SRAM 和FPGA控制器的资源数有关，增加标定点数不会增加算法处理的时间复杂度和空间复杂 度，进而可以实现实时多点标定大面阵红外焦平面探测器非均匀性校正和盲元替换。
[0018] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0019] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 图1是本发明优选实施例红外焦平面探测器非均匀性校正和盲元替换装置的结构示 意图； 图2是本发明优选实施例红外焦平面探测器非均匀性校正和盲元替换方法的流程示 意图； 图3是本发明优选实施例盲元替换示意图。
[0020] 附图标记说明： 100、FPGA控制器；110、图像缓存模块；120、图像处理模块；130、地址缓存模块； 200、第一SRAM; 300、第二SRAM; 400、图像输入接口； 500、数传接口。
【具体实施方式】
[0021] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0022] 本发明的优选实施例提供了一种红外焦平面探测器非均匀性校正和盲元替换方 法，参照图1及图2,本发明方法基于现场可编程门阵列FPGA控制器100和两个静态随机存 取存储器SRAM，即第一SRAM200和第二SRAM300,以实现实时多点标定大面阵红外焦平面探 测器非均匀性校正和盲元替换。
[0023] 参照图2,本发明方法包括以下步骤： 数据流1，原始图像数据经FPGA控制器100后缓存至第一SRAM200内。本实施例中，FPGA控制器100经图像输入接口 400接收原始图像数据，且FPGA控制器100将接收到的原 始图像数据经多路图像输出整合及数据位拼接后存储到第一SRAM200中。
[0024] 数据流2,FPGA控制器100从第二SRAM300读取盲元位图及校正系数，从第一 SRAM200提取原始图像数据的像素点，对提取的像素点依次进行盲元判断及非均匀性校正， 且每缓存三个像素点后进行四点盲元替换得到经非均匀性校正和盲元替换后的数据。具体 过程如下： FPGA控制器100从第二SRAM300中读取一行盲元位图数据。
[0025]FPGA控制器100判断当前行当前列像素是否为盲元，如是则从第一SRAM200中读 取下一行该列像素值，如否则从第一SRAM200中读取当前行该列像素值。优选地，由于SRAM 读写速率高于图像输入速率，在FPGA内缓存SRAM的读写地址，实现批量数据操作，实现同 一片SRAM内图像的存储和输出。
[0026] 根据像素值大小选定校正系数所在区间，同样需要判断当前像素是否为盲元，如 是则读取下一行该列像素值，如否则读取当前行该列像素值，目的是获取四点盲元替换的 下方像素值。