基于图像法的InGaAs FPAs组件性能评估方法及其智能测评装置研究

发布时间：2020-05-28 22:37

【摘要】：短波红外是介于可见光及中长波红外之间的电磁辐射,针对该波段的探测可以获得许多可见光和中长波波段成像无法获取到的信息,成像效果有其独特的优势。与中长波红外相比,短波红外成像具有更加清晰的景物轮廓与更丰富的细节信息,可辨识度高;与可见光相比,短波红外波段光信号受大气凝结水厚度影响较小,具有更好的大气传输特性和穿透性。目前,短波红外成像技术已经广泛应用于军事及民用领域。短波红外焦平面组件是短波红外成像仪的核心部件,对于其性能的全面表征一方面有利于组件性能优化,另一方面有利于充分发挥组件的性能,对于研制高性能的短波红外成像仪有重要指导意义。本文主要针对短波红外成像用InGaAs焦平面(FPAs)组件的性能评估方法及测评装置开展研究工作,探索利用图像法对焦平面组件性能进行快速直观评估的方法。主要内容如下:1.结合短波红外成像的优势及InGaAs FPAs组件的发展,对国内外InGaAs FPAs组件测试的现状进行了阐述。在现有的测试参数的基础上,提出了一种基于图像法对InGaAs FPAs组件性能进行评估的方法;2.针对现有红外焦平面组件的性能测试系统的局限性,设计了基于图像法的InGaAs FPAs组件性能测评装置,使用该装置获取InGaAs FPAs组件的响应图像,通过对图像数据信息的分析,评估红外焦平面组件的性能,可分析的参数有图像噪声、盲元率、图像峰值信噪比、不均匀性及调制传递函数(MTF)等;3.开发了 InGaAs FPAs组件性能评估软件,结合实验室研制的硬件电路以及面源黑体等设备,完成了 InGaAs FPAs组件性能评估装置的系统设计及搭建,对InGaAs FPAs组件性能进行了测试,并与上海技术物理研究所的InGaAs焦平面组件性能测试系统进行了数据对比;4.针对短波红外图像的特点,对短波红外图像盲元补偿、非均匀性校正、图像增强等短波红外处理技术进行了研究。使用空间补偿法对短波红外图像进行盲元补偿,能够有效的去除图像的单个盲元以及块状盲元;使用两点校正法校正短波红外图像中的非均匀性,经过校正后的图像更加平滑、目标更加突出;图像增强算法选用直方图均衡法,处理后的图像质量得到提高。
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图１－１电磁波谱逡逑如图ｉ－ｉ所示，电磁波按照波长可分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、逡逑

逦２１逡逑ｉ／｝ｉｍ逡逑图１－１电磁波谱逡逑如图ｉ－ｉ所示，电磁波按照波长可分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、逡逑Ｘ射线等，其波长依次减小。其中，红外线的波长范围为０．７６ｐｍ？ｌｍｍ，按照波逡逑长大小又可分为近红外短波、中波红外、长波红外。其中，短波红外的波长范围逡逑为０．７６？３．Ｏｐｍ［１］，，广泛的分布在自然界中。逡逑－ＳＳｓｎｉｆｔｓｔａｖｅ邋［ＳＷＪ逦Ｌ逦ｔ逡逑＾ＴＴ］逦ｒ邋］逡逑＂［ｓ邋－邋Ｉ邋￣ｆ邋ｐ邋＾逦｜邋￣￣邋ｊ邋－邋Ｉ＂邋－ｊ逦＾逦；逡逑１嗑rP辏鋔rP蓿rP剩rP蓿rP辏惝X陡｀緍P剩rPⅲⅲⅲⅲⅲⅲ辏

本文编号：2685931