[0051] 第一 FIFO缓冲区起到数据同步的作用，把标准数据、增益校正系数Κ和偏置校正 系数B对齐，一起送入两点校正模块。
[0052] -种两点校正红外热像仪的非均匀性的方法，方法步骤如下：
[0053] 红外探测器采集视频序列时，由于探测器各像元对相同的辐射照射有不一致的响 应，使得显示图像上叠加了一层固定图案噪声，即非均匀性，这会严重影响图像质量。根 据探测器像元的辐照度-电压模型，可以将探测器响应近似为线性，即y(i，j) = g(i， j) ·Χα，j)+o(i，j)，各像元点之间g(i，j)和o(i，j)的差异可以认为是非均匀性产生的 根源。为了消除这种影响，可根据高低温图像均值得到的两个点确定一条参考直线，通过对 每一个像元点的g(i，j)和〇(i，j)进行校正，把它们都校正到参考曲线上，使得输出图像均 匀。硬件实现的最终目的就是求出探测器每个像元点处的增益校正系数w n(i，j)和偏置校 正系数bn(i，j)，把由wn(i，j)和1^(;[，」）构成的增益校正系数矩阵w(i，j)和b(i，j)存入 外部存储器，每当有效数据到来时就读出相应位置的系数进行校正，补偿非均匀性带来的 干扰。
[0054] 校正公式为：x(i，j) = w(i，j) · y(i，j)+b(i，j)，其中增益系数校正矩阵w(i，j) 和偏置系数校正矩阵b(i，j)分别；
[0055] 硬件实现主要包含定标和校正两个部分，过程中用到的外部配置系数、使能信号 均由上位机通过串口发送。
[0056] 红外热像仪采集到实时红外视频序列的原始数据，首先送入内部的数据格式调整 模块，为数据格式调整模块配置所需的行列数及有效数据位置信息，就能把原始数据整合 为标准数据的格式，作为当前帧A，用于后续定标及校正，标准数据的格式为每帧前面是连 续有效数据，后面紧接着是连续无效数据。
[0057] 接下来进行高低温场景在线定标。将红外热像仪的探测器对准低温黑体，待红外 热像仪的探测器工作稳定，黑体温度均匀后，开始采集低温图像。利用串口设置权值参数q 和累加帧数P，P范围为〇, 1，2, 3··· 1024, q范围为0, 1，2, 3··· 1024,并给出存储低温图像的 使能信号，串口指令解析模块接收到该低温图像使能信号后，由定标控制模块控制外部存 储器仲裁控制模块在外部存储器内存入一幅图像，即存储帧B，然后从外部存储器读出存储 帧B，在加权平均运算模块中将当前帧A和存储帧B对应位置的每一个像素采集值进行加权 平均，公式为：
[0058]
[0059] 其中C为均值帧，即单次取平均得到的一帧图像，将C存入存储帧B的对应位置， 覆盖B的值作为新的存储帧，重复上述加权平均过程p次，得到低温定标图像L。权值参数 q与累加帧数P协同作用，设置的权值参数q的值越小，当前帧A对低温定标图像L的影响 就越小，与之配合的累加帧数P的值则越大，这样对系统随机噪声的抑制作用也越强；设置 的权值参数q的值越大，当前帧A对低温定标图像L的影响就越大，与之配合的累加帧数p 的值则越小，这样定标准确性受随机噪声的影响就变大；当q = 1024或p = 1时，退化为单 帧定标的情况。
[0060] 将红外热像仪的探测器对准高温黑体，参照上述定标流程，利用串口给出存储高 温图像的使能信号，得到加权平均后的高温定标图像H。
[0061] 串口指令解析模块发出写FLASH使能信号，由外部存储器仲裁控制模块控制外部 存储器同时读出低温定标图像L和高温定标图像H，并在求均值模块中累加取平均值分别 得到低温定标图像L的响应均值D和高温定标图像Η的响应均值经并转串及FLASH控 制器并串转换后存入串行FLASH的用户区域；分别选择80度的高温黑体和0度的低温黑 体，在控制信号作用下完成步骤1)的定标过程，将读出的低温定标图像L'和高温定标图 像H'，以及低温响应均值β和高温响应均值氣一起存入串行FLASH的出厂区域，至此定 标操作完成。
[0062] 接下来进行实时的校正操作。每次系统上电稳定后，自动从串行FLASH的用户区 域读出L和H，存入外部存储器的指定区域，读出响应均值?和g存入内部寄存器，如需恢复 出厂设置，则从串行FLASH的出厂区域读出L'和H'存入外部存储器，读出g和;g存入内 部寄存器中。待有效数据到来，同时读出L、H、I和1,在两点参数计算模块中确定两点校正 参数，公式为：
[0063]
[0064] 其中，K表示两点校正的增益校正系数，B表示两点校正的偏置校正系数；具体应 用时，增益校正系数K的范围一般在0. 5到1. 5之间，偏置校正系数B的范围一般在-400 到400之间，为保证计算精度，避免分子出现负数，需先将增益校正系数K的分子放大1024 倍，偏置校lH系数B叠加一个1024的偏置，公式变为：
[0065]
[0066] NH、」恆侧壻￡^父止尔双1\州1越if父止尔mii tf」1且，若某一像素点出现一个极大的K 或B值，超出了设定的阈值，则说明该处的Η-L趋近于0,即高温和低温目标在该点响应不正 常，判断为坏元，在所有检测到的此类位置上将坏元标志位置为1，其它正常情况下置为0。 [0067] 从第一 FIFO缓冲区把有效数据、增益校正系数K和偏置校正系数B进行缓冲，然 后同时读出，使三者的位置对齐，用增益校正系数K和偏置校正系数B对有效数据进行校 正，公式为：
[0068] Y = K · X+B
[0069] 其中，X代表数据格式调整模块输出的标准数据，Y代表校正后的图像；具体应用 时，为恢复正常的增益校正系数Κ和偏置校正系数Β，公式变为：
[0070]
[0071] 将校正后的图像Υ再送入坏元替代模块，坏元替代模块检测坏元标志位，一旦发 现为1，就把该处对应的像素值用缓存的前面一个的像素值替换，至此校正处理完成，将得 到的最终图像输出。
[0072] 上述处理过程中所有对外部存储器的读写操作均通过外部存储器仲裁控制模块 统一管理。一般外部存储器读写速度较快，而红外热像仪采集实时红外视频序列和FLASH 的读写速度较慢，因此采用分时复用的思想，先为第一个对外部存储器的读写请求分配一 定的支配时间，使其在该时间段内独占外部存储器资源，然后依次为其它读写请求分配外 部存储器的支配时间，轮换处理各个读写请求；这样实际上是把外部存储器在时间上分割 成多个部分，再把它们分配给不同的读写请求使用。
[0073] 实施例1
[0074] 探测器选用384X288像素的非制冷型红外热像仪，采集的帧频为50帧每秒，两 点校正红外热像仪的非均匀性的模块选用ALTERA公司的EP3C40F484I7芯片，外部存储器 选用SDRAM，型号为MT48LC16M16A2FG，用该系统对真实场景进行观察。结合图2,其中，图 2(a)为无坏元检测的采用单帧高低温图像定标的校正图像，图2(b)为含坏元检测的采用 多帧加权平均的高低温图像定标的校正图像。可以看出，图2(a)中的图像存在较多坚纹和 斑点，仍然存在坏元，而图2(b)中的图像较为平滑，坏元已被替代。本发明通过高度模块化 实现，适用于SRAM、SDRAM、DDR等不同外部存储器系统，可以方便的移植。
【主权项】
1. 一种两点校正红外热像仪的非均匀性的模块，其特征在于：包括数据格式调整模 块、串口指令解析模块、定标控制模块、加权平均运算模块、外部存储器仲裁控制模块、第一 FIFO缓冲区、第二FIFO缓冲区、求均值模块、并转串及FLASH控制器、内部寄存器、两点参数 计算模块、两点校正模块和坏元替代模块； 加权平均运算模块分别与串口指令解析模块、定标控制模块和外部存储器仲裁控制模 块连接，外部存储器仲裁控制模块分别与串口指令解析模块、定标控制模块、第二FIFO缓 冲区、求均值模块和两点参数计算模块连接，定标控制模块分别与数据格式调整模块和串 口指令解析模块连接，两点校正模块分别与串口指令解析模块、第一 FI