一种两点校正红外热像仪的非均匀性的模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于红外热成像系统的非均匀性校正领域，特别是一种两点校正红外 热像仪的非均匀性的模块。
【背景技术】
[0002] 在过去的几十年中，红外探测器件的元数不断增加，由单元发展到线列，由线列发 展到焦平面阵列（FPA)。红外焦平面阵列探测器的出现，是红外成像史上一个划时代的革 命，它大幅提高了红外成像系统的灵敏度和可靠性。作为现代红外系统和热成像系统的关 键部件，凝视型红外焦平面阵列（IRFPA)器件成本低廉，体积小，无需制冷，目前已在军事 (红外跟踪、预警、制导）、医疗、安全等方面得到广泛应用，用它构成的红外成像系统较传 统的光机扫描红外成像系统具有结构简单、工作稳定、灵敏度高、噪声等效温差（NETD)小 等优点。
[0003] 然而，受红外探测器材料和工艺方面的影响，红外焦平面阵列的非均匀性问题成 为长期W来制约其应用的根本问题。一般意义上的非均匀性是指红外焦平面阵列在同一 均匀福射下由于探测器各像元的红外响应度不一致导致其视频输出幅度不同，造成像质降 低，又称空间噪声；更进一步意义上的非均匀性还包括由焦平面阵列所处环境的温度变化、 电荷传输效率、1/f噪声（电流噪声）、无效探测元（坏元）W及红外光学系统等诸多因素 所造成的成像质量的下降。该种固定的图像噪声，使红外成像系统的温度分辨率下降，图像 质量受到严重影响。因此，必须对红外焦平面阵列进行非均匀性校正。
[0004] 目前普遍采用后期算法处理来补偿空间非均匀性。总起来说，可朗尋该些技术分 为二大类，即基于定标和基于场景的非均匀性校正技术。最初开发使用的是基于定标的非 均匀性校正技术，其中较为成熟的方法是基于探测元的单点、两点及多点定标算法，它们W 普朗克福射定律和红外探测元的线性响应模型为基础，现阶段广泛应用于成像系统之中。 近年来，各种基于场景的非均匀性校正技术也不断涌现，W弥补温漂现象，避开定标过程； 但在面临极端场景，如场景静止、镜头旋转或反差极大的场景反复切换时，校正效果会大幅 退化，甚至无法观察；另外，受限于现有的系统结构和硬件水平，只能用于软件仿真或后续 处理，还无法做到实时，实际应用尚不成熟。比较而言，基于定标的非均匀性校正更为精确， 对于场景和目标没有特殊要求，硬件易于实现和集成，是红外焦平面阵列系统公认的评估 手段。
[0005] 为获得更高的帖频和更好的图像质量，红外热像仪的探测器和外部存储器设备不 断更新换代，每次系统架构升级都必须重新编写两点校正的处理程序，进行了大量重复性 工作，延长了开发周期。
【发明内容】
[0006] 本实用新型的目的在于提供一种两点校正红外热像仪的非均匀性的模块，结合 FPGA+外部存储器的系统构架，使热像仪在实际使用过程中满足在线定标和实时校正的要 求。
[0007] 实现本实用新型目的的技术解决方案为；一种两点校正红外热像仪的非均匀性的 模块，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FLA甜控 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。
[000引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 FIFO缓冲区、 两点参数计算模块和坏元替代模块连接，并转串及FLA甜控制器与第二FIFO缓冲区连接， 数据格式调整模块与第一 FIFO缓冲区连接，两点参数计算模块与坏元替代模块连接，外部 存储器仲裁控制模块再外接外部存储器，外部存储器仲裁控制模块、求均值模块、并转串及 FLA甜控制器和内部寄存器分别外接串行FLA甜。
[0009] 数据格式调整模块把红外热像仪的探测器采集的原始数据转化为标准格式数据， 即当前帖A，并送到定标控制模块和第一 FIFO缓冲区；把红外热像仪的探测器对准低温黑 体，串口指令解析模块对上位机的定标命令进行解析，并把得到的累加帖数P和存低温使 能送入定标控制模块，权值参数q送入加权平均运算模块；定标控制模块控制当前帖A送到 加权平均运算模块进行加权平均运算，发送读写指令给外部存储器仲裁控制模块，在外部 存储器中读出存储帖B并写入均值帖C，循环迭代P次后，最终的均值帖C低温定标图像L。
[0010] 外部存储器仲裁控制模块接收各读写指令，对它们在时间上进行安排，发送读写 请求、地址和数据给外部存储器，控制外部存储器依次循环响应各读写指令；再把红外热像 仪的探测器对准高温黑体，重复上述过程，得到高温定标图像H;串口指令解析模块发送写 FLA甜使能信号给外部存储器仲裁控制模块，从外部存储器中同时读出低温定标图像L和 高温定标图像H，分别送入求均值模块和第二FIFO缓冲区；求均值模块分别求出低温定标 图像L的均值￡和高溫定标图像H的均值豆，并把它们存入串行FLA甜的用户区域；第二FIFO 缓冲区用来实现速率匹配，缓冲后的数据送入并转串及FLA甜控制器；并转串及FLA甜控制 器完成对串行FLASH的配置，把低温定标图像L和高温定标图像H转化为串行数据，依次顺 序写入串行FLA甜用户区域，至此定标操作完成。
[0011] 系统重新上电后，自动从串行化A甜中依次读出低温定标图像L和高温定标图像 H并送至外部存储器仲裁控制模块，由其写入外部存储器指定位置；串行FLASH自动读出低 温定标图像的均值E和高温定标图像的均值1存入内部寄存器中；当一帖标准数据到达第 一 FIFO缓冲区时，就通过外部存储器仲裁控制模块同时读出低温定标图像L和高温定标图 像H，从内部寄存器中读出低温定标图像的均值S和高温定标图像的均值1 一起送到两点参