熱像儀空間NETD測量技術(shù)

胡鐵力，馬世幫，郭 羽，辛 舟，李四維，解 琪，劉瑞星，范紀紅，張 玫，謝 毅，劉軍寧

(1.西安應(yīng)用光學(xué)研究所，陜西 西安 710065； 2.中國人民解放軍94303部隊，山東 濰坊 261051)

引言

在熱像儀應(yīng)用中，被廣泛關(guān)注的噪聲有時間NETD、空間NETD。進一步具體分為：高頻時間噪聲、低頻時間噪聲(即1/f噪聲)、高頻空間噪聲(即固定模式噪聲FPN)和低頻空間噪聲(非均勻性)[1-5]。時間域噪聲使紅外成像系統(tǒng)像素視頻電壓隨時間變化，直觀的表現(xiàn)為，當(dāng)目標(biāo)沒有任何改變時，熱像儀像素輸出電壓自身隨機起伏[6]，極端的表現(xiàn)為像素視頻電壓自身隨時間劇烈變化，導(dǎo)致通過熱像儀視頻無法觀察目標(biāo)。空間噪聲使熱像儀像素視頻電壓隨空間變化，直觀的表現(xiàn)為，熱像儀對大面積紅外輻射均勻目標(biāo)成像時，熱像儀諸多像素彼此之間視頻電壓不一致。極端的表現(xiàn)為像素之間視頻電壓相差很大，導(dǎo)致通過熱像儀視頻無法觀察目標(biāo)。熱像儀的空間噪聲包括空間低頻噪聲和空間高頻噪聲，空間低頻噪聲是熱像儀圖像出現(xiàn)的較大面積非均勻性分布，是對光學(xué)缺陷(暗斑、污點或瑕疵)的一個衡量指標(biāo)，也包括冷反射造成的視頻圖像不均勻。空間高頻噪聲是由熱像儀像素之間的偏壓、光譜響應(yīng)率等因素差異產(chǎn)生的，使熱像儀每個像素的亮度隨空間分布顯著不一致，影響視頻圖像細節(jié)分辨。由于這種將紅外成像噪聲分為空間和時間噪聲來研究和評估紅外成像噪聲的模型科學(xué)易于理解和評估，因此已經(jīng)被國際紅外成像技術(shù)領(lǐng)域廣泛接受和使用。……