[發(fā)明專利]基于FPGA的紅外焦平面陣列盲元檢測系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310456821.1
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN104515599B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧國華;張橋舟;陳錢;隋修寶;錢惟賢;路東明;何偉基;于雪蓮
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種基于FPGA的紅外焦平面陣列盲元檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括兩點參數(shù)計算和存取模塊(1)、基于增益矩陣K的掩膜滑動窗口盲元檢測模塊(2)、基于偏置矩陣B的二次3σ盲元檢測模塊(3)、盲元集合表存儲更新模塊(4)和盲元補償模塊(5)；兩點參數(shù)計算和存取模塊(1)的輸出端分別接入基于增益矩陣K的掩膜滑動窗口盲元檢測模塊(2)和基于偏置矩陣B的二次3σ盲元檢測模塊(3)，基于增益矩陣K的掩膜滑動窗口盲元檢測模塊(2)和基于偏置矩陣B的二次3σ盲元檢測模塊(3)的輸出端均接入盲元集合表存儲更新模塊(4)，盲元集合表存儲更新模塊(4)與盲元補償模塊(5)連接；

兩點參數(shù)計算和存取模塊(1)將原始的數(shù)字圖像信號進行兩點參數(shù)的解算，得到兩點參數(shù)矩陣并存入FPGA的內(nèi)部RAM；基于增益矩陣K的掩膜滑動窗口盲元檢測模塊(2)讀取內(nèi)部RAM中存儲的兩點參數(shù)矩陣中的增益矩陣K，并使用掩膜滑動窗口3σ法則進行盲元檢測，得到盲元集合表{A}；基于偏置矩陣B的二次3σ盲元檢測模塊(3)讀取內(nèi)部RAM中存儲的兩點參數(shù)矩陣中的偏置矩陣B，并使用二次3σ法則進行盲元檢測，得到盲元集合表{C}；然后將盲元集合表{A}和{C}送入盲元集合表存儲更新模塊(4)進行整理合并后存入內(nèi)部RAM；盲元補償模塊(5)讀取內(nèi)部RAM的盲元集合表進行后續(xù)補償操作。

2.一種基于FPGA的紅外焦平面陣列盲元檢測方法，其特征在于，步驟如下：

步驟1，兩點參數(shù)解算和存取：紅外探測器對準面源黑體之后進行熱電信號的轉(zhuǎn)換，然后將原始的數(shù)字圖像信號送入兩點參數(shù)計算和存取模塊(1)進行兩點參數(shù)的解算，進行多次兩點校正求平均值后，將所得的兩點參數(shù)矩陣存入FPGA的內(nèi)部RAM；

步驟2，基于增益矩陣K的掩膜滑動窗口盲元檢測模塊(2)讀取內(nèi)部RAM中存儲的兩點參數(shù)矩陣中的增益矩陣K，并使用掩膜滑動窗口3σ法則進行盲元檢測，得到盲元集合表{A}；

步驟3，基于偏置矩陣B的二次3σ盲元檢測模塊(3)讀取內(nèi)部RAM中存儲的兩點參數(shù)矩陣中的偏置矩陣B，并使用二次3σ法則進行盲元檢測，得到盲元集合表{C}；

步驟4，將步驟2所得盲元集合表{A}和步驟3所得盲元集合表{C}送入盲元集合表存儲更新模塊(4)進行整理合并，得到最終的盲元集合表{T1}并存入內(nèi)部RAM；

步驟5，調(diào)整檢測溫度重復(fù)檢測：改變步驟1中的面源黑體溫度，并重復(fù)步驟1～4，得到不同溫度對應(yīng)的盲元集合表，通過盲元集合表存儲更新模塊(4)將不同溫度的盲元集合表順次存入FPGA的內(nèi)部RAM；

步驟6，盲元集合表整合：盲元集合表存儲更新模塊(4)將不同檢測溫度的盲元集合表進行整理合并，得到最終的盲元集合表{T}并存入內(nèi)部RAM；

步驟7，盲元補償模塊(5)讀取RAM中的最終盲元集合表{T}并進行后續(xù)的盲元補償操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FPGA的紅外焦平面陣列盲元檢測方法，其特征在于，步驟2所述的基于增益矩陣K的掩膜滑動窗口盲元檢測，具體步驟如下：

(2.1)設(shè)定滑動掩膜窗口大小為N×N，且N為3～9的奇數(shù)，滑動掩膜窗口中心位置(i₀,j₀)為需要檢測的像元點，(i₀,j₀)是增益矩陣K中的點，讀取中心位置為(i₀,j₀)的滑動掩膜窗口所在區(qū)域中各像元(i,j)的增益值然后確定該滑動掩膜窗口下所有像元增益值的均值和方差

(2.2)根據(jù)3σ法則，若則(i₀,j₀)像元點為探測器的正常像元，若則(i₀,j₀)像元點為探測器的異常像元即盲元；

(2.3)重復(fù)步驟(2.1)～(2.2)，滑動掩膜窗口遍歷整幅圖像，得到盲元集合表{A}。