[发明专利]基于FPGA的红外焦平面阵列盲元检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的红外焦平面阵列盲元检测系统，其特征在于，包括两点参数计算和存取模块(1)、基于增益矩阵K的掩膜滑动窗口盲元检测模块(2)、基于偏置矩阵B的二次3σ盲元检测模块(3)、盲元集合表存储更新模块(4)和盲元补偿模块(5)；两点参数计算和存取模块(1)的输出端分别接入基于增益矩阵K的掩膜滑动窗口盲元检测模块(2)和基于偏置矩阵B的二次3σ盲元检测模块(3)，基于增益矩阵K的掩膜滑动窗口盲元检测模块(2)和基于偏置矩阵B的二次3σ盲元检测模块(3)的输出端均接入盲元集合表存储更新模块(4)，盲元集合表存储更新模块(4)与盲元补偿模块(5)连接；

两点参数计算和存取模块(1)将原始的数字图像信号进行两点参数的解算，得到两点参数矩阵并存入FPGA的内部RAM；基于增益矩阵K的掩膜滑动窗口盲元检测模块(2)读取内部RAM中存储的两点参数矩阵中的增益矩阵K，并使用掩膜滑动窗口3σ法则进行盲元检测，得到盲元集合表{A}；基于偏置矩阵B的二次3σ盲元检测模块(3)读取内部RAM中存储的两点参数矩阵中的偏置矩阵B，并使用二次3σ法则进行盲元检测，得到盲元集合表{C}；然后将盲元集合表{A}和{C}送入盲元集合表存储更新模块(4)进行整理合并后存入内部RAM；盲元补偿模块(5)读取内部RAM的盲元集合表进行后续补偿操作。

2.一种基于FPGA的红外焦平面阵列盲元检测方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1，两点参数解算和存取：红外探测器对准面源黑体之后进行热电信号的转换，然后将原始的数字图像信号送入两点参数计算和存取模块(1)进行两点参数的解算，进行多次两点校正求平均值后，将所得的两点参数矩阵存入FPGA的内部RAM；

步骤2，基于增益矩阵K的掩膜滑动窗口盲元检测模块(2)读取内部RAM中存储的两点参数矩阵中的增益矩阵K，并使用掩膜滑动窗口3σ法则进行盲元检测，得到盲元集合表{A}；

步骤3，基于偏置矩阵B的二次3σ盲元检测模块(3)读取内部RAM中存储的两点参数矩阵中的偏置矩阵B，并使用二次3σ法则进行盲元检测，得到盲元集合表{C}；

步骤4，将步骤2所得盲元集合表{A}和步骤3所得盲元集合表{C}送入盲元集合表存储更新模块(4)进行整理合并，得到最终的盲元集合表{T1}并存入内部RAM；

步骤5，调整检测温度重复检测：改变步骤1中的面源黑体温度，并重复步骤1～4，得到不同温度对应的盲元集合表，通过盲元集合表存储更新模块(4)将不同温度的盲元集合表顺次存入FPGA的内部RAM；

步骤6，盲元集合表整合：盲元集合表存储更新模块(4)将不同检测温度的盲元集合表进行整理合并，得到最终的盲元集合表{T}并存入内部RAM；

步骤7，盲元补偿模块(5)读取RAM中的最终盲元集合表{T}并进行后续的盲元补偿操作。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的红外焦平面阵列盲元检测方法，其特征在于，步骤2所述的基于增益矩阵K的掩膜滑动窗口盲元检测，具体步骤如下：

(2.1)设定滑动掩膜窗口大小为N×N，且N为3～9的奇数，滑动掩膜窗口中心位置(i₀,j₀)为需要检测的像元点，(i₀,j₀)是增益矩阵K中的点，读取中心位置为(i₀,j₀)的滑动掩膜窗口所在区域中各像元(i,j)的增益值然后确定该滑动掩膜窗口下所有像元增益值的均值和方差

(2.2)根据3σ法则，若则(i₀,j₀)像元点为探测器的正常像元，若则(i₀,j₀)像元点为探测器的异常像元即盲元；

(2.3)重复步骤(2.1)～(2.2)，滑动掩膜窗口遍历整幅图像，得到盲元集合表{A}。