基于优化Kalman滤波的IRFPA非均匀性校正算法研究

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1、分类号TN216密级重庆邮电大学硕士学位论文论文题目基于优化Kalman滤波的IRFPA非均匀性校正算法研究英文题目TheStudyofInfraredFocalPlaneArrayNon-uniformityCorrectionAlgorithmBasedonOptimizedKalmanFiltering硕士研究生马东鸽指导教师代少升教授学科专业通信与信息系统论文提交日期垫垒：坚论文答辩日期塑!兰：篁论文评阅人答辩委员会主席年月日独创性声明Ⅲ删洲洲㈣洲0㈣ⅧlY2398919本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中

2、特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重麽邮电盍堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：己奄影签字日期：砂7≯年≥月≯日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重庆邮电太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重麽邮电太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文

3、在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：谚京影导师签名：乡’叼签字日期：加帆年g月弘日签字日期：加f2年5月30日重庆邮电大学硕士论文摘要具有灵敏度高、信噪比高、结构简单紧凑等优点的红外焦平面阵歹U(InfraredFocalPlaneArrays，简称IRFPA)，是目前最具发展前景的红外成像器件。但是，由于红外器件的材料和工艺水平的限制，制造出能够响应均匀一致的红外焦平面阵列存在一定的困难，因此，利用现代信号处理技术，通过算法来解决焦平面阵列非均匀性响应的难题，具有成本低、见效快的优势，在工程中具有重要的应用和推广价值。人们经过几十年的深入研究和探索，已提出多种多样

4、的非均匀性校正算法，但是，每种校正算法都会受到应用环境和场合的限制，难以满足通用的应用要求。本文首先分析了IRFPA非均匀性校正算法的研究意义和现状，以及目前校正算法存在的主要问题，然后分析了红外焦平面阵列特性、焦平面阵列非均匀性产生机理，并且通过仿真实验验证了常见非均匀性校正算法在实际应用中的弊端，为此论文中提出研究基于Kalman滤波的红外焦平面阵列非均匀性校正算法，由于该算法对焦平面器件的响应参数变量精确的跟踪和估计能力，成为目前场景类校正算法的研究重点。但是经典Kalman滤波非均匀性校正算法目前却存在校正动态范围小，校正精度低，计算量过大等的问题，论文立足于解

5、决这些问题，对经典算法进行改进和优化，提出了基于优化Kalman滤波的IRFPA非均匀性校正算法，该算法使用误差协方差逆阵形式进行迭代运算，简化了经典Kalman滤波算法的递推过程，减少了计算量，有效提高了算法的运行效率。论文最后对所有涉及到的算法进行了Matlab仿真实验，通过大量实验数据有力地验证了基于优化Kalman滤波的IRFPA非均匀性校正算法不仅继承了改进算法可以实现对焦平面阵列探测器线性和非线性非均匀性的双重校正，还有效地兼顾提高了算法校正速度，特别的，当校正帧块数增加到1000帧时，校正速度可以提高近2倍，从而验证了优化算法的优越性和可行性。关键字：红外

6、焦平面阵列，非均匀性校正，Kalman滤波，改进和优化重庆邮电大学硕士论文Abs仃actInfraredFocalPlaneArrays(IRFPA)withadvantagesofhighsensitivity,highratioofsignaltonoise，simpleandcompactinstructure，isthemostfuturedevelopinginfraredimagingdevice．However,duetotherestrictionofsemiconductormaterialandtechnology,therearesomediffi

7、cultiestomakeIRFPAhasuniformresponse．Sobasedonthemodemsignalprocessingtechnology,wecansolvethenon-uniformityresponseproblembyalgorithm，whichhaslowcost，highefficiency,importantvalueinapplicationandengineering．Afterdecadesofdeeplyresearchesandexplorations，therehavebeenpropo