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基于大面阵铟镓砷探测器的短波红外光学系统设计
1
作者 陈洁 朱尤攀 +5 位作者 孙爱平 赵德利 王世铭 冯丽军 周玲玲 和多林 《红外技术》 北大核心 2025年第6期689-695,共7页
近年来,随着铟镓砷探测器的迅猛发展,短波红外技术在透雾以及夜间探测具有独特的优势,使其广泛应用于夜间导航及辅助驾驶、军事勘察等领域。随着全国产化1280×1024像素大小的铟镓砷探测器陆续推出,开展大面阵大相对孔径的短波红外... 近年来,随着铟镓砷探测器的迅猛发展,短波红外技术在透雾以及夜间探测具有独特的优势,使其广泛应用于夜间导航及辅助驾驶、军事勘察等领域。随着全国产化1280×1024像素大小的铟镓砷探测器陆续推出,开展大面阵大相对孔径的短波红外光学系统研究的重要性也日益凸显。针对特殊背景(如夜视成像)的需求,本文主要设计了一款基于1280×1024像素,像元间距15μm大面阵铟镓砷探测器的短波红外光学成像系统,该光学系统可以实现高分辨率和大视场成像。本光学系统采用经典双高斯结构形式,利用常见可见光材料适当配比,完成复消色差短波红外系统设计,该系统具有小型化、大相对孔径、高分辨率、工艺性优良等优势。 展开更多
关键词 短波红外 大面阵探测器 光学系统设计 复消色差
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融合可见光与红外图像的光伏阵列缺陷检测
2
作者 白晓静 徐佳伟 +3 位作者 皮宇啸 张文彪 洪烽 李佩哲 《太阳能学报》 北大核心 2025年第4期313-321,共9页
为保证光伏发电稳定、高效和安全运行,需及时检测光伏阵列的运行状况并发现存在的缺陷。提出融合可见光与红外图像的光伏阵列缺陷检测方法,采用CenterNet进行可见光图像光伏组件中太阳电池检测,采用U-Net对红外图像高温区域进行分割,提... 为保证光伏发电稳定、高效和安全运行,需及时检测光伏阵列的运行状况并发现存在的缺陷。提出融合可见光与红外图像的光伏阵列缺陷检测方法,采用CenterNet进行可见光图像光伏组件中太阳电池检测,采用U-Net对红外图像高温区域进行分割,提出区域匹配模块对可见光与红外图像进行匹配,提出关键点(PoI)聚集模块和二次分类器实现关键点处特征向量的聚集以及太阳电池缺陷分类,最后结合可见光图像异物遮挡及红外图像温度异常识别缺陷太阳电池位置及类型。选择不同网络进行测试,提出的算法在较为轻量的CenterNet和U-Net网络上太阳电池检测的AP50-95值达到84.4%,异常温度区域分割的IoU达到89.7%,且单张检测时间约为38 ms,能以较快的速度完成异常太阳电池的检测。 展开更多
关键词 太阳电池 光伏阵列 目标检测 图像分割 红外图像 可见光图像
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红外辐射测量系统的快速宽动态非均匀性校正算法
3
作者 李周 张尧禹 +3 位作者 周慧 孔祥龙 赵新宇 李祥琛 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1359-1367,共9页
本文针对红外辐射测量系统需要积分时间连续变化的需求,提出一种快速宽动态的非均匀性校正算法。该算法考虑了积分时间效应和光学系统杂散辐射的影响,并利用25 mm口径的制冷型中波红外辐射特性测量系统进行试验验证。将本文所提算法与... 本文针对红外辐射测量系统需要积分时间连续变化的需求,提出一种快速宽动态的非均匀性校正算法。该算法考虑了积分时间效应和光学系统杂散辐射的影响,并利用25 mm口径的制冷型中波红外辐射特性测量系统进行试验验证。将本文所提算法与经典算法进行对比,结果表明,校正效率较传统非均匀性校正算法提高了3.4倍。本文还利用剩余残差评价原始图像以及两种算法的图像校正效果,利用多个积分时间(0.6 ms,3 ms和3.5 ms)模拟连续变化的积分。结果显示本文算法在各个积分时间下剩余残差均表现稳定且校正图像都具有良好的校正效果。 展开更多
关键词 红外成像 焦平面阵列 辐射定标 辐射测量
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通过成结模拟器研究n^(+)-n^(-)-p碲镉汞高温探测器
4
作者 林加木 周松敏 +3 位作者 王溪 甘志凯 林春 丁瑞军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期23-28,共6页
第三代红外探测器发展的一个重要方向是高工作温度探测器。对于碲镉汞n-on-p探测器而言,n^(+)-n^(-)-p结构以及良好的钝化工艺能够有效的抑制暗电流的产生,从而在高工作温度条件下获得较好的探测器性能。基于自行开发的成结模拟器,对n^(... 第三代红外探测器发展的一个重要方向是高工作温度探测器。对于碲镉汞n-on-p探测器而言,n^(+)-n^(-)-p结构以及良好的钝化工艺能够有效的抑制暗电流的产生,从而在高工作温度条件下获得较好的探测器性能。基于自行开发的成结模拟器,对n^(+)-n^(-)-p结构地高温器件进行了工艺仿真和器件仿真,获得成结过程的制备参数,并结合抑制表面漏电的组分梯度钝化工艺,将高工作温度下的暗电流抑制至理论极限,研制出可以在更高温度工作下的碲镉汞n-on-p红外焦平面探测器。经测试,中波n-on-p红外焦平面器件在不同工作温度下性能优异,在80 K工作温度下噪声等效温差(NETD)达到了6.1 mK,有效像元率为99.96%;而在150 K工作温度下噪声等效温差(NETD)为11.0 mK,有效像元率为99.50%,达到了同类器件的理论极限。 展开更多
关键词 碲镉汞 n^(+)-n^(-)-p 高工作温度 红外焦平面
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傅里叶变换红外光谱在微塑料检测中的应用 被引量：4
5
作者 丁钰祥 张家铭 +3 位作者 张洪伟 吴申申 陈汉清 陈瑞 《中国无机分析化学》 CAS 北大核心 2024年第8期1157-1165,共9页
塑料制品的生产在为日常生活提供便利的同时也产生了大量塑料废物,其降解产生的微塑料(Microplastics,MPs)的健康效应和生态系统效应已成为全球关注的环境问题。伴随MPs污染问题的严重性和日益突出的环境影响,开发MPs的有效检测技术或... 塑料制品的生产在为日常生活提供便利的同时也产生了大量塑料废物,其降解产生的微塑料(Microplastics,MPs)的健康效应和生态系统效应已成为全球关注的环境问题。伴随MPs污染问题的严重性和日益突出的环境影响,开发MPs的有效检测技术或方法尤为重要。傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)技术开发已较为成熟,因其高灵敏度、快速分析、非破坏性等优点,在MPs检测中得到广泛的应用。焦平面阵列-傅里叶变换红外光谱(Focal Plane Array Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FPA-FTIR)技术作为FTIR的一项新技术,具有短时间内对大量样品进行高通量光谱扫描的优势,目前用于MPs的鉴定、分析与表面特性研究,为研究MPs与环境间的相互作用机制提供了新的研究方法。对FPA-PFTIR技术在MPs检测中的应用进行着重介绍,同时对其在未来的发展前景进行展望,以实现FTIR技术在识别MPs污染问题上的新突破。 展开更多
关键词 微塑料 检测技术 傅里叶变换红外光谱技术 焦平面阵列-傅里叶变换红外光谱技术
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锑化物超晶格红外探测器研究进展与发展趋势 被引量：1
6
作者 张杰 黄敏 +3 位作者 党晓玲 刘益新 陈颖超 陈建新 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期61-71,共11页
锑化物超晶格红外探测器具有均匀性好、暗电流低和量子效率较高等优点,其探测波长灵活可调,可以覆盖短波至甚长波整个红外谱段,是实现高均匀大面阵、长波、甚长波及双色红外探测器的优选技术,得到了国内外相关研究机构的关注和重视,近... 锑化物超晶格红外探测器具有均匀性好、暗电流低和量子效率较高等优点,其探测波长灵活可调,可以覆盖短波至甚长波整个红外谱段,是实现高均匀大面阵、长波、甚长波及双色红外探测器的优选技术,得到了国内外相关研究机构的关注和重视,近年来取得了突破性的进展。文中从锑化物超晶格的基本技术原理出发,梳理总结了超晶格红外探测器的发展历程和当前进展,结合超晶格技术特点的分析,初步探讨了超晶格红外焦平面后续发展趋势。 展开更多
关键词 锑化物超晶格 红外探测器 焦平面
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硅微透镜阵列与红外焦平面阵列的集成器件的制备与性能(特邀)
7
作者 侯治锦 王旭东 +2 位作者 陈艳 王建禄 褚君浩 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期42-48,共7页
为了提高红外焦平面阵列性能,分别制备了硅衍射微透镜阵列和InSb红外焦平面阵列并将两者集成在一起。采用光学系统和焦平面测试系统进行了测试。结果显示双面镀制有增透膜的硅衍射微透镜阵列的衍射效率为83.6%;电压响应图显示器件没有裂... 为了提高红外焦平面阵列性能,分别制备了硅衍射微透镜阵列和InSb红外焦平面阵列并将两者集成在一起。采用光学系统和焦平面测试系统进行了测试。结果显示双面镀制有增透膜的硅衍射微透镜阵列的衍射效率为83.6%;电压响应图显示器件没有裂纹;集成器件的工作波段为3.7~4.8μm,此时平均黑体响应率和探测率分别为4.85×10^(7)V/W和7.12×10^(9)cm·Hz^(1/2)·W^(1)。结果表明硅微透镜阵列不仅可以提高焦平面阵列占空因子,而且可以通过优化焦平面应力匹配来解决芯片裂纹问题,集成器件性能优于现有焦平面性能。 展开更多
关键词 集成 红外焦平面阵列 硅微透镜阵列 占空因子 芯片裂纹
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大视场小型无热化长波红外镜组设计
8
作者 肖纳川 孙拓 +4 位作者 胡力允 赵永权 王双保 徐智谋 张学明 《红外技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期20-26,共7页
跟随红外镜头小型化、大视场化的趋势,利用ZEMAX设计了一款大视场无热化小型长波红外镜组。系统匹配384×288@17μm的非制冷型长波红外探测器,工作波段为8~12μm。系统F数为1.6,相比于传统红外镜头,视场角更大,全视场达72°,尺... 跟随红外镜头小型化、大视场化的趋势,利用ZEMAX设计了一款大视场无热化小型长波红外镜组。系统匹配384×288@17μm的非制冷型长波红外探测器,工作波段为8~12μm。系统F数为1.6,相比于传统红外镜头,视场角更大,全视场达72°,尺寸更小,总长仅为6.96 mm。主镜头仅用3片镜片,通过两种红外光学材料的搭配以及6面非球面实现像差的校正和光学系统的无热化,工作温度范围覆盖-40~60℃。仿真结果表明,在空间频率15 lp/mm处,全视场的调制传递函数大于0.5,空间频率30 lp/mm处,全视场调制传递函数大于0.15。同时为了增大红外探测器的填充因子,提高能量利用率,在系统中搭配设计了放置于红外传感器前的微透镜阵列。实现了红外光学系统的小型化,为红外热像仪在智能手机上的应用提供了解决方案。 展开更多
关键词 长波红外 无热化 大视场 微透镜阵列
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拼接红外探测器技术研究
9
作者 闫继伟 袁羽辉 王冠 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期569-573,共5页
红外探测器作为空间红外预警卫星的核心部件,随着红外探测器性能的不断提升,采用更大规模,更多谱段的红外探测器焦平面阵列是未来预警用红外探测器的发展趋势。通过多芯片,多谱段集成拼接制备出线列规模更长的红外探测器,以满足红外预... 红外探测器作为空间红外预警卫星的核心部件,随着红外探测器性能的不断提升,采用更大规模,更多谱段的红外探测器焦平面阵列是未来预警用红外探测器的发展趋势。通过多芯片,多谱段集成拼接制备出线列规模更长的红外探测器,以满足红外预警卫星大视场、高分辨率以及多光谱探测的能力。本文对国内外多芯片,多谱段拼接红外探测器组件发展现状以及技术路线进行对比,对小型化拼接探测器在其他领域的使用前景展望,最后点出大尺寸拼接红外探测器研制目前存在的主要问题。 展开更多
关键词 拼接技术 多谱段拼接红外探测器 大面阵拼接红外探测器
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消除CDS折叠效应的增益自适应红外焦平面读出电路
10
作者 吴双 张健怡 +1 位作者 陈洪雷 丁瑞军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期83-94,共12页
高动态范围是红外焦平面探测技术的先进发展方向之一。高集成度像元读出电路的动态范围受到小电荷存储容量和噪声的限制。所设计的增益自适应像元读出电路,小信号下为电容反馈跨阻放大器(CTIA),大信号下自动转换为变阻抗电阻反馈跨阻放... 高动态范围是红外焦平面探测技术的先进发展方向之一。高集成度像元读出电路的动态范围受到小电荷存储容量和噪声的限制。所设计的增益自适应像元读出电路,小信号下为电容反馈跨阻放大器(CTIA),大信号下自动转换为变阻抗电阻反馈跨阻放大器(RTIA),实现小信号大增益、大信号小增益的自动切换,将集成3.86 fF积分电容的CTIA电荷容量拓展到1.63 Me^(–)。在15μm像元中心距的像元内集成相关双采样(CDS)结构,大幅减小噪声。对CDS大信号注入产生的折叠效应进行理论分析,并设计抗折叠结构。采用180 nm 3.3V CMOS工艺,完成640×512规模的读出电路的设计、仿真、流片、测试。测试结果显示,该电路可消除CDS折叠效应,噪声电子数17 e^(–),动态范围拓展到99.66 dB。 展开更多
关键词 红外焦平面读出电路 增益自适应 抗折叠CDS CTIA 高动态范围 低噪声
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基于非制冷红外焦平面阵列的全天空红外测云系统 被引量：33
11
作者 孙学金 高太长 +2 位作者 翟东力 赵世军 练进根 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期761-764,共4页
云的地面观测是对本地天气进行实时监测的重要工作。目前,主要采用人工目测方法进行云的地面观测,无法准确提供夜间云的资料。为了实现云的全天空昼夜自动监测,采用非制冷红外焦平面阵列(UIRFPA)和扫描的方式,通过拼图、定标、大气修正... 云的地面观测是对本地天气进行实时监测的重要工作。目前,主要采用人工目测方法进行云的地面观测,无法准确提供夜间云的资料。为了实现云的全天空昼夜自动监测,采用非制冷红外焦平面阵列(UIRFPA)和扫描的方式,通过拼图、定标、大气修正、云识别等数据处理,研制成功了全天空红外测云系统。该系统由光学测量单元、扫描单元、环境参数测量单元、采集与控制单元和数据处理单元组成。初步的观测试验表明,该系统所给出的全天空云分布图像以及云量、云族与实际天空状况一致,考虑探测器工作温度效应的非制冷红外焦平面阵列定标模型,可满足全天空云监测的辐射定量测量要求,定标处理以及云识别算法可行。 展开更多
关键词 云 红外遥感 非制冷红外焦平面阵列
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碲镉汞红外焦平面器件热失配应力研究 被引量：21
12
作者 李言谨 何力 +10 位作者 杨建荣 丁瑞军 张勤耀 胡晓宁 王建新 倪云芝 唐红兰 曹菊英 王正官 吴云 朱建妹 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期409-412,共4页
采用有限元分析方法研究了碲镉汞红外焦平面器件在低温下由于不同热膨胀系数引起的热失配应力,提出了两种焦平面器件结构,可以有效地降低热应力,并应用于实际器件的制备,明显提高了碲镉汞焦平面器件的可靠性.
关键词 红外焦平面 HGCDTE 热应力 可靠性
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利用FPGA实现红外焦平面阵列实时非均匀性校正 被引量：12
13
作者 孔令彬 易新建 +1 位作者 王典洪 叶敦范 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期39-42,共4页
实时非均匀性校正是红外成像的一项关键技术。根据红外焦平面阵列探测元光谱响应的特点和基于参照源的两点温标非均匀性校正理论,提出一种利用FPGA硬件实现红外焦平面阵列实时非均匀性两点校正的新方法。该方法动态范围大、处理速度快,... 实时非均匀性校正是红外成像的一项关键技术。根据红外焦平面阵列探测元光谱响应的特点和基于参照源的两点温标非均匀性校正理论,提出一种利用FPGA硬件实现红外焦平面阵列实时非均匀性两点校正的新方法。该方法动态范围大、处理速度快,适用于红外成像系统实时图像处理场合。仿真和实验结果证明是可行的。 展开更多
关键词 FPGA 红外焦平面阵列 非均匀性校正 现场可编程门阵列 红外成像系统
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红外焦平面阵列非均匀性及校正分析 被引量：19
14
作者 周慧鑫 李庆 +2 位作者 刘上乾 周铭 赖睿 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期446-448,共3页
大规模红外焦平面阵列器件固有的非均匀性,严重地制约着红外成像系统的性能,这是其应用中必须解决的一个关键问题。本文详尽地分析了产生非均匀性的各种因素,并对其校正原理进行了阐述,最后给出了基于参考源校正算法的仿真结果。
关键词 红外焦平面阵列 非均匀性 红外成像 校正原理
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InGaAs短波红外探测器研究进展 被引量：24
15
作者 张卫锋 张若岚 +2 位作者 赵鲁生 胡锐 史衍丽 《红外技术》 CSCD 北大核心 2012年第6期361-365,共5页
InxGa1-xAs材料属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体合金材料,随In组分含量的不同,其光谱响应的截止波长可在0.87～3.5μm范围内变化,并具有高量子效率,加之成熟的MBE和MOVCD材料生长方式,很容易获得大面积高质量的外延材料,InGaAs材料因此成为一... InxGa1-xAs材料属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体合金材料,随In组分含量的不同,其光谱响应的截止波长可在0.87～3.5μm范围内变化,并具有高量子效率,加之成熟的MBE和MOVCD材料生长方式,很容易获得大面积高质量的外延材料,InGaAs材料因此成为一种重要的短波红外探测材料。InGaAs探测器可以在室温或近室温下工作,且具有较高的灵敏度和探测率,是小型化、低成本和高可靠性的短波红外探测系统的最佳选择,因此InGaAs短波红外探测器获得了飞速的发展和广泛的应用。同时对国内外InGaAs焦平面探测器发展状况和趋势进行了介绍。 展开更多
关键词 INGAAS 短波红外 焦平面阵列 红外探测器
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基于红外热图像处理的光伏阵列热斑检测方法 被引量：58
16
作者 蒋琳 苏建徽 +2 位作者 施永 赖纪东 汪海宁 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期180-184,共5页
利用红外热图像来检测热斑时,由于红外热图像具有较大的随机噪声和非均匀性干扰,传统的图像处理方法效果不佳。该文提出一种基于灰度直方图的B样条最小二乘拟合的处理方法,能够抑制红外图像噪声,提高检测热斑的准确率。实验结果表明该... 利用红外热图像来检测热斑时,由于红外热图像具有较大的随机噪声和非均匀性干扰,传统的图像处理方法效果不佳。该文提出一种基于灰度直方图的B样条最小二乘拟合的处理方法,能够抑制红外图像噪声,提高检测热斑的准确率。实验结果表明该方法对处理含有大量噪声的光伏阵列的红外图像较有意义,从而高效便捷地检测出热斑故障。 展开更多
关键词 光伏组件 红外热图像 曲线拟合 热斑
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对凝视红外热成像冷反射现象的研究 被引量：20
17
作者 杨正 屈恩世 +3 位作者 曹剑中 周泗忠 闫阿奇 刘宇波 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期35-38,共4页
冷反射现象是在红外热成像系统中制冷的探测器通过前面的光学表面反射而探测到自身的像形成的。控制冷反射是设计红外扫描系统的一个重要指标。在一些光线追迹软件中有对红外扫描系统冷反射的分析工具,却没有优化、分析凝视阵列冷反射... 冷反射现象是在红外热成像系统中制冷的探测器通过前面的光学表面反射而探测到自身的像形成的。控制冷反射是设计红外扫描系统的一个重要指标。在一些光线追迹软件中有对红外扫描系统冷反射的分析工具,却没有优化、分析凝视阵列冷反射的工具。为了控制凝视红外系统的冷反射,一般通过非均匀校正来补偿,但这只对应某一特定的状态校正。当相对于已校正状态的一些条件变化时,冷反射又会重现。通过类比于红外扫描系统,分析了凝视系统的冷反射,并用code v给出了实例。 展开更多
关键词 冷反射 红外凝视阵列 YNI I/I BAR
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红外图像非均匀性产生原因分析 被引量：26
18
作者 周建勋 王利平 刘滨 《红外与激光工程》 EI CSCD 1997年第3期11-13,共3页
在论述实际红外焦平面热像仪成像基础上，对焦平面热像仪红外图像的非均匀性产生机理进行了理论探索，并在理论分析指导下从测量和校正角度对各种非均匀性产生因素进行了归类，以期获得红外图像非均匀性校正的方法与减小图像非均匀性产... 在论述实际红外焦平面热像仪成像基础上，对焦平面热像仪红外图像的非均匀性产生机理进行了理论探索，并在理论分析指导下从测量和校正角度对各种非均匀性产生因素进行了归类，以期获得红外图像非均匀性校正的方法与减小图像非均匀性产生的技术措施。 展开更多
关键词 红外焦平面阵列 红外图像 图像分析 图像处理
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国外非制冷红外焦平面阵列探测器进展 被引量：32
19
作者 雷亚贵 王戎瑞 陈苗海 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期801-805,共5页
非制冷红外焦平面阵列探测器是目前发展最为迅速的红外探测器种类之一,并已广泛渗透到军事和民事应用中。本文重点阐述几种国外具有代表性的非制冷红外焦平面探测器的现状及其发展趋势。
关键词 非制冷红外探测器 红外焦平面阵列 微测辐射热计 微悬臂梁红外探测器
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红外焦平面阵列非均匀校正算法研究 被引量：12
20
作者 熊辉 杨卫平 沈振康 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 1998年第12期40-43,共4页
红外图像的非均匀性已经成为制约红外焦平面阵列成像质量的限制性因素。本文对红外非均匀性的定义和来源进行了深入的探讨，给出了几种非均匀校正算法及其实验结果，最后对各种校正算法的特点进行了归纳总结。
关键词 红外成像 图像质量 数学分析 红外焦平面阵列
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